text:
Cảm biến công nghệ P1
Chia sẻ: Hoang Nhan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20
lượt xem 14
download
Cảm biến công nghệ P1
Tham khảo tài liệu 'cảm biến công nghệ p1', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Cảm biến công nghệ P1
- Ch−¬ng I C¸c Kh¸i niÖm vµ ®Æc tr−ng c¬ b¶n 1.1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i c¶m biÕn 1.1.1. Kh¸i niÖm C¶m biÕn lµ thiÕt bÞ dïng ®Ó c¶m nhËn biÕn ®æi c¸c ®¹i l−îng vËt lý vµ c¸c ®¹i l−îng kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn cÇn ®o thµnh c¸c ®¹i l−îng ®iÖn cã thÓ ®o vµ xö lý ®−îc. C¸c ®¹i l−îng cÇn ®o (m) th−êng kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn (nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt ...) t¸c ®éng lªn c¶m biÕn cho ta mét ®Æc tr−ng (s) mang tÝnh chÊt ®iÖn (nh− ®iÖn tÝch, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn hoÆc trë kh¸ng) chøa ®ùng th«ng tin cho phÐp x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o. §Æc tr−ng (s) lµ hµm cña ®¹i l−îng cÇn ®o (m): s = F (m ) (1.1) Ng−êi ta gäi (s) lµ ®¹i l−îng ®Çu ra hoÆc lµ ph¶n øng cña c¶m biÕn, (m) lµ ®¹i l−îng ®Çu vµo hay kÝch thÝch (cã nguån gèc lµ ®¹i l−îng cÇn ®o). Th«ng qua ®o ®¹c (s) cho phÐp nhËn biÕt gi¸ trÞ cña (m). 1.1.2. Ph©n lo¹i c¶m biÕn C¸c bé c¶m biÕn ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n sau ®©y: - Theo nguyªn lý chuyÓn ®æi gi÷a ®¸p øng vµ kÝch thÝch (b¶ng 1.1). B¶ng 1.1 HiÖn t−îng ChuyÓn ®æi ®¸p øng vµ kÝch thÝch - NhiÖt ®iÖn - Quang ®iÖn - Quang tõ HiÖn t−îng vËt lý - §iÖn tõ - Quang ®µn håi - Tõ ®iÖn - NhiÖt tõ... - BiÕn ®æi ho¸ häc Ho¸ häc - BiÕn ®æi ®iÖn ho¸ - Ph©n tÝch phæ ... - BiÕn ®æi sinh ho¸ Sinh häc - BiÕn ®æi vËt lý - 5-
- - HiÖu øng trªn c¬ thÓ sèng ... - Ph©n lo¹i theo d¹ng kÝch thÝch (b¶ng 1.2) B¶ng 1.2 - Biªn pha, ph©n cùc ¢m thanh - Phæ - Tèc ®é truyÒn sãng ... - §iÖn tÝch, dßng ®iÖn §iÖn - §iÖn thÕ, ®iÖn ¸p - §iÖn tr−êng (biªn, pha, ph©n cùc, phæ) - §iÖn dÉn, h»ng sè ®iÖn m«i ... - Tõ tr−êng (biªn, pha, ph©n cùc, phæ) Tõ - Tõ th«ng, c−êng ®é tõ tr−êng - §é tõ thÈm ... - Biªn, pha, ph©n cùc, phæ Quang - Tèc ®é truyÒn - HÖ sè ph¸t x¹, khóc x¹ - HÖ sè hÊp thô, hÖ sè bøc x¹ ... - VÞ trÝ - Lùc, ¸p suÊt - Gia tèc, vËn tèc C¬ - øng suÊt, ®é cøng - M« men - Khèi l−îng, tØ träng - VËn tèc chÊt l−u, ®é nhít ... - NhiÖt ®é NhiÖt - Th«ng l−îng - NhiÖt dung, tØ nhiÖt ... - KiÓu Bøc x¹ - N¨ng l−îng - C−êng ®é ... - 6-
- - Theo tÝnh n¨ng cña bé c¶m biÕn (b¶ng 1.3) B¶ng 1.3 - §é nh¹y - Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i - §é chÝnh x¸c - Tèc ®é ®¸p øng - §é ph©n gi¶i - §é æn ®Þnh - §é chän läc - Tuæi thä - §é tuyÕn tÝnh - §iÒu kiÖn m«i tr−êng - C«ng suÊt tiªu thô - KÝch th−íc, träng l−îng - D¶i tÇn - §é trÔ - Ph©n lo¹i theo ph¹m vi sö dông ( b¶ng 1.4). B¶ng 1.4 - C«ng nghiÖp - Nghiªn cøu khoa häc - M«i tr−êng, khÝ t−îng - Th«ng tin, viÔn th«ng - N«ng nghiÖp - D©n dông - Giao th«ng - Vò trô - Qu©n sù - Ph©n lo¹i theo th«ng sè cña m« h×nh m¹ch thay thÕ : + C¶m biÕn tÝch cùc cã ®Çu ra lµ nguån ¸p hoÆc nguån dßng. + C¶m biÕn thô ®éng ®−îc ®Æc tr−ng b»ng c¸c th«ng sè R, L, C, M .... tuyÕn tÝnh hoÆc phi tuyÕn. 1.2. §−êng cong chuÈn cña c¶m biÕn 1.2.1. Kh¸i niÖm §−êng cong chuÈn c¶m biÕn lµ ®−êng cong biÓu diÔn sù phô thuéc cña ®¹i l−îng ®iÖn (s) ë ®Çu ra cña c¶m biÕn vµo gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o (m) ë ®Çu vµo. - 7-
- §−êng cong chuÈn cã thÓ biÓu diÔn b»ng biÓu thøc ®¹i sè d−íi d¹ng s = F (m ) , hoÆc b»ng ®å thÞ nh− h×nh 1.1a. s s si 0 mi m 0 m a) b) H×nh 1.1 §−êng cong chuÈn c¶m biÕn a) D¹ng ®−êng cong chuÈn b) §−êng cong chuÈn cña c¶m biÕn tuyÕn tÝnh Dùa vµo ®−êng cong chuÈn cña c¶m biÕn, ta cã thÓ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ mi ch−a biÕt cña m th«ng qua gi¸ trÞ ®o ®−îc si cña s. §Ó dÔ sö dông, ng−êi ta th−êng chÕ t¹o c¶m biÕn cã sù phô thuéc tuyÕn tÝnh gi÷a ®¹i l−îng ®Çu ra vµ ®¹i l−îng ®Çu vµo, ph−¬ng tr×nh s= F(m) cã d¹ng s = am +b víi a, b lµ c¸c hÖ sè, khi ®ã ®−êng cong chuÈn lµ ®−êng th¼ng (h×nh 1.1b). 1.2.2. Ph−¬ng ph¸p chuÈn c¶m biÕn ChuÈn c¶m biÕn lµ phÐp ®o nh»m môc ®Ých x¸c lËp mèi quan hÖ gi÷a gi¸ trÞ s ®o ®−îc cña ®¹i l−îng ®iÖn ë ®Çu ra vµ gi¸ trÞ m cña ®¹i l−îng ®o cã tÝnh ®Õn c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng, trªn c¬ së ®ã x©y dùng ®−êng cong chuÈn d−íi d¹ng t−êng minh (®å thÞ hoÆc biÓu thøc ®¹i sè). Khi chuÈn c¶m biÕn, víi mét lo¹t gi¸ trÞ ®· biÕt chÝnh x¸c mi cña m, ®o gi¸ trÞ t−¬ng øng si cña s vµ dùng ®−êng cong chuÈn. s s2 s1 m1 m2 m H×nh 1.2 Ph−¬ng ph¸p chuÈn c¶m biÕn a) ChuÈn ®¬n gi¶n Trong tr−êng hîp ®¹i l−îng ®o chØ cã mét ®¹i l−îng vËt lý duy nhÊt t¸c ®éng lªn mét ®¹i l−îng ®o x¸c ®Þnh vµ c¶m biÕn sö dông kh«ng nh¹y víi t¸c ®éng cña c¸c - 8-
- ®¹i l−îng ¶nh h−ëng, ng−êi ta dïng ph−¬ng ph¸p chuÈn ®¬n gi¶n. Thùc chÊt cña chuÈn ®¬n gi¶n lµ ®o c¸c gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®Çu ra øng víi c¸c gi¸ x¸c ®Þnh kh«ng ®æi cña ®¹i l−îng ®o ë ®Çu vµo. ViÖc chuÈn ®−îc tiÕn hµnh theo hai c¸ch: - ChuÈn trùc tiÕp: c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau cña ®¹i l−îng ®o lÊy tõ c¸c mÉu chuÈn hoÆc c¸c phÇn tö so s¸nh cã gi¸ trÞ biÕt tr−íc víi ®é chÝnh x¸c cao. - ChuÈn gi¸n tiÕp: kÕt hîp c¶m biÕn cÇn chuÈn víi mét c¶m biÕn so s¸nh ®· cã s½n ®−êng cong chuÈn, c¶ hai ®−îc ®Æt trong cïng ®iÒu kiÖn lµm viÖc. Khi t¸c ®éng lªn hai c¶m biÕn víi cïng mét gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o ta nhËn ®−îc gi¸ trÞ t−¬ng øng cña c¶m biÕn so s¸nh vµ c¶m biÕn cÇn chuÈn. LÆp l¹i t−¬ng tù víi c¸c gi¸ trÞ kh¸c cña ®¹i l−îng ®o cho phÐp ta x©y dùng ®−îc ®−êng cong chuÈn cña c¶m biÕn cÇn chuÈn. b) ChuÈn nhiÒu lÇn Khi c¶m biÕn cã phÇn tö bÞ trÔ (trÔ c¬ hoÆc trÔ tõ), gi¸ trÞ ®o ®−îc ë ®Çu ra phô thuéc kh«ng nh÷ng vµo gi¸ trÞ tøc thêi cña ®¹i l−îng cÇn ®o ë ®Çu vµo mµ cßn phô thuéc vµo gi¸ trÞ tr−íc ®ã cña cña ®¹i l−îng nµy. Trong tr−êng hîp nh− vËy, ng−êi ta ¸p dông ph−¬ng ph¸p chuÈn nhiÒu lÇn vµ tiÕn hµnh nh− sau: - §Æt l¹i ®iÓm 0 cña c¶m biÕn: ®¹i l−îng cÇn ®o vµ ®¹i l−îng ®Çu ra cã gi¸ trÞ t−¬ng øng víi ®iÓm gèc, m=0 vµ s=0. - §o gi¸ trÞ ®Çu ra theo mét lo¹t gi¸ trÞ t¨ng dÇn ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i cña ®¹i l−îng ®o ë ®Çu vµo. - LÆp l¹i qu¸ tr×nh ®o víi c¸c gi¸ trÞ gi¶m dÇn tõ gi¸ trÞ cùc ®¹i. Khi chuÈn nhiÒu lÇn cho phÐp x¸c ®Þnh ®−êng cong chuÈn theo c¶ hai h−íng ®o t¨ng dÇn vµ ®o gi¶m dÇn. 1.3. C¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n 1.3.1. §é nh¹y cña c¶m biÕn a) Kh¸i niÖm §èi víi c¶m biÕn tuyÕn tÝnh, gi÷a biÕn thiªn ®Çu ra ∆s vµ biÕn thiªn ®Çu vµo ∆m cã sù liªn hÖ tuyÕn tÝnh: ∆s = S.∆m (1.2) ∆s §¹i l−îng S x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc S = ®−îc gäi lµ ®é nh¹y cña c¶m biÕn. ∆m Tr−êng hîp tæng qu¸t, biÓu thøc x¸c ®Þnh ®é nh¹y S cña c¶m biÕn xung quanh - 9-
- gi¸ trÞ mi cña ®¹i l−îng ®o x¸c ®Þnh bëi tû sè gi÷a biÕn thiªn ∆s cña ®¹i l−îng ®Çu ra vµ biÕn thiªn ∆m t−¬ng øng cña ®¹i l−îng ®o ë ®Çu vµo quanh gi¸ trÞ ®ã: ⎛ ∆s ⎞ S=⎜ ⎟ (1.3) ⎝ ∆m ⎠ m = m i §Ó phÐp ®o ®¹t ®é chÝnh x¸c cao, khi thiÕt kÕ vµ sö dông c¶m biÕn cÇn lµm sao cho ®é nh¹y S cña nã kh«ng ®æi, nghÜa lµ Ýt phô thuéc nhÊt vµo c¸c yÕu tè sau: - Gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng cÇn ®o m vµ tÇn sè thay ®æi cña nã. - Thêi gian sö dông. - ¶nh h−ëng cña c¸c ®¹i l−îng vËt lý kh¸c (kh«ng ph¶i lµ ®¹i l−îng ®o) cña m«i tr−êng xung quanh. Th«ng th−êng nhµ s¶n xuÊt cung cÊp gi¸ trÞ cña ®é nh¹y S t−¬ng øng víi nh÷ng ®iÒu kiÖn lµm viÖc nhÊt ®Þnh cña c¶m biÕn. b) §é nh¹y trong chÕ ®é tÜnh vµ tû sè chuyÓn ®æi tÜnh §−êng chuÈn c¶m biÕn, x©y dùng trªn c¬ së ®o c¸c gi¸ trÞ si ë ®Çu ra t−¬ng øng víi c¸c gi¸ trÞ kh«ng ®æi mi cña ®¹i l−îng ®o khi ®¹i l−îng nµy ®¹t ®Õn chÕ ®é lµm viÖc danh ®Þnh ®−îc gäi lµ ®Æc tr−ng tÜnh cña c¶m biÕn. Mét ®iÓm Qi(mi,si) trªn ®Æc tr−ng tÜnh x¸c ®Þnh mét ®iÓm lµm viÖc cña c¶m biÕn ë chÕ ®é tÜnh. Trong chÕ ®é tÜnh, ®é nh¹y S x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (1.3) chÝnh lµ ®é ®èc cña ®Æc tr−ng tÜnh ë ®iÓm lµm viÖc ®ang xÐt. Nh− vËy, nÕu ®Æc tr−ng tÜnh kh«ng ph¶i lµ tuyÕn tÝnh th× ®é nh¹y trong chÕ ®é tÜnh phô thuéc ®iÓm lµm viÖc. §¹i l−îng ri x¸c ®Þnh bëi tû sè gi÷a gi¸ trÞ si ë ®Çu ra vµ gi¸ trÞ mi ë ®Çu vµo ®−îc gäi lµ tû sè chuyÓn ®æi tÜnh: ⎛s⎞ ri = ⎜ ⎟ (1.4) ⎝ m ⎠Q i Tõ (1.4), ta nhËn thÊy tû sè chuyÓn ®æi tÜnh ri kh«ng phô thuéc vµo ®iÓm lµm viÖc Qi vµ chØ b»ng S khi ®Æc tr−ng tÜnh lµ ®−êng th¼ng ®i qua gèc to¹ ®é. c) §é nh¹y trong chÕ ®é ®éng §é nh¹y trong chÕ ®é ®éng ®−îc x¸c ®Þnh khi ®¹i l−îng ®o biÕn thiªn tuÇn hoµn theo thêi gian. Gi¶ sö biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®o m theo thêi gian cã d¹ng: m(t ) = m 0 + m 1 cos ωt (1.5) - 10-
- Trong ®ã m0 lµ gi¸ trÞ kh«ng ®æi, m1 lµ biªn ®é vµ ω tÇn sè gãc cña biÕn thiªn ®¹i l−îng ®o. ë ®Çu ra cña c¶m biÕn, håi ®¸p s cã d¹ng: s(t ) = s 0 + s1 cos(ωt + ϕ) Trong ®ã: - s0 lµ gi¸ trÞ kh«ng ®æi t−¬ng øng víi m0 x¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc Q0 trªn ®−êng cong chuÈn ë chÕ ®é tÜnh. - s1 lµ biªn ®é biÕn thiªn ë ®Çu ra do thµnh phÇn biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®o g©y nªn. - ϕ lµ ®é lÖch pha gi÷a ®¹i l−îng ®Çu vµo vµ ®¹i l−îng ®Çu ra. Trong chÕ ®é ®éng, ®é nh¹y S cña c¶m biÕn ®−îc x¸c ®Þnh bëi tØ sè gi÷a biªn ®é cña biÕn thiªn ®Çu ra s1 vµ biªn ®é cña biÕn thiªn ®Çu vµo m1 øng víi ®iÓm lµm viÖc ®−îc xÐt Q0, theo c«ng thøc: ⎛s ⎞ S=⎜ 1 ⎟ ⎜m ⎟ ⎝ 1 ⎠Q 0 §é nh¹y trong chÕ ®é ®éng phô thuéc vµo tÇn sè ®¹i l−îng ®o, S = S (f ) . Sù biÕn thiªn cña ®é nh¹y theo tÇn sè cã nguån gèc lµ do qu¸n tÝnh c¬, nhiÖt hoÆc ®iÖn cña ®Çu ®o, tøc lµ cña c¶m biÕn vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî, chóng kh«ng thÓ cung cÊp tøc thêi tÝn hiÖu ®iÖn theo kÞp biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®o. Bëi vËy khi xÐt sù håi ®¸p cã phô thuéc vµo tÇn sè cÇn ph¶i xem xÐt s¬ ®å m¹ch ®o cña c¶m biÕn mét c¸ch tæng thÓ. 1.3.2. §é tuyÕn tÝnh a) Kh¸i niÖm Mét c¶m biÕn ®−îc gäi lµ tuyÕn tÝnh trong mét d¶i ®o x¸c ®Þnh nÕu trong d¶i chÕ ®é ®ã, ®é nh¹y kh«ng phô thuéc vµo ®¹i l−îng ®o. Trong chÕ ®é tÜnh, ®é tuyÕn tÝnh chÝnh lµ sù kh«ng phô thuéc cña ®é nh¹y cña c¶m biÕn vµo gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o, thÓ hiÖn bëi c¸c ®o¹n th¼ng trªn ®Æc tr−ng tÜnh cña c¶m biÕn vµ ho¹t ®éng cña c¶m biÕn lµ tuyÕn tÝnh chõng nµo ®¹i l−îng ®o cßn n»m trong vïng nµy. Trong chÕ ®é ®éng, ®é tuyÕn tÝnh bao gåm sù kh«ng phô thuéc cña ®é nh¹y ë chÕ ®é tÜnh S(0) vµo ®¹i l−îng ®o, ®ång thêi c¸c th«ng sè quyÕt ®Þnh sù håi ®¸p (nh− - 11-
- tÇn sè riªng f0 cña dao ®éng kh«ng t¾t, hÖ sè t¾t dÇn ξ còng kh«ng phô thuéc vµo ®¹i l−îng ®o. NÕu c¶m biÕn kh«ng tuyÕn tÝnh, ng−êi ta ®−a vµo m¹ch ®o c¸c thiÕt bÞ hiÖu chØnh sao cho tÝn hiÖu ®iÖn nhËn ®−îc ë ®Çu ra tØ lÖ víi sù thay ®æi cña ®¹i l−îng ®o ë ®Çu vµo. Sù hiÖu chØnh ®ã ®−îc gäi lµ sù tuyÕn tÝnh ho¸. b) §−êng th¼ng tèt nhÊt Khi chuÈn c¶m biÕn, tõ kÕt qu¶ thùc nghiÖm ta nhËn ®−îc mét lo¹t ®iÓm t−¬ng øng (si,mi) cña ®¹i l−îng ®Çu ra vµ ®¹i l−îng ®Çu vµo. VÒ mÆt lý thuyÕt, ®èi víi c¸c c¶m biÕn tuyÕn tÝnh, ®−êng cong chuÈn lµ mét ®−êng th¼ng. Tuy nhiªn, do sai sè khi ®o, c¸c ®iÓm chuÈn (mi, si) nhËn ®−îc b»ng thùc nghiÖm th−êng kh«ng n»m trªn cïng mét ®−êng th¼ng. §−êng th¼ng ®−îc x©y dùng trªn c¬ së c¸c sè liÖu thùc nghiÖm sao cho sai sè lµ bÐ nhÊt, biÓu diÔn sù tuyÕn tÝnh cña c¶m biÕn ®−îc gäi lµ ®−êng th¼ng tèt nhÊt. Ph−¬ng tr×nh biÓu diÔn ®−êng th¼ng tèt nhÊt ®−îc lËp b»ng ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng bÐ nhÊt. Gi¶ sö khi chuÈn c¶m biÕn ta tiÕn hµnh víi N ®iÓm ®o, ph−¬ng tr×nh cã d¹ng: s = am + b Trong ®ã: N.∑ s i .m i −∑ s i .∑ m i a= N.∑ m 2 − (∑ m i ) 2 i b= ∑ s i .∑ m 2 − ∑ m i .s i .∑ m i i N.∑ m 2 − (∑ m i ) 2 i c) §é lÖch tuyÕn tÝnh §èi víi c¸c c¶m biÕn kh«ng hoµn toµn tuyÕn tÝnh, ng−êi ta ®−a ra kh¸i niÖm ®é lÖch tuyÕn tÝnh, x¸c ®Þnh bëi ®é lÖch cùc ®¹i gi÷a ®−êng cong chuÈn vµ ®−êng th¼ng tèt nhÊt, tÝnh b»ng % trong d¶i ®o. 1.3.3. Sai sè vµ ®é chÝnh x¸c C¸c bé c¶m biÕn còng nh− c¸c dông cô ®o l−êng kh¸c, ngoµi ®¹i l−îng cÇn ®o (c¶m nhËn) cßn chÞu t¸c ®éng cña nhiÒu ®¹i l−îng vËt lý kh¸c g©y nªn sai sè gi÷a gi¸ trÞ ®o ®−îc vµ gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng cÇn ®o. Gäi ∆x lµ ®é lÖch tuyÖt ®èi gi÷a gi¸ trÞ ®o vµ gi¸ trÞ thùc x (sai sè tuyÖt ®èi), sai sè t−¬ng ®èi cña bé c¶m biÕn ®−îc tÝnh b»ng: - 12-
- ∆x δ= .100 [%] x Sai sè cña bé c¶m biÕn mang tÝnh chÊt −íc tÝnh bëi v× kh«ng thÓ biÕt chÝnh x¸c gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng cÇn ®o. Khi ®¸nh gi¸ sai sè cña c¶m biÕn, ng−êi ta th−êng ph©n chóng thµnh hai lo¹i: sai sè hÖ thèng vµ sai sè ngÉu nhiªn. - Sai sè hÖ thèng: lµ sai sè kh«ng phô thuéc vµo sè lÇn ®o, cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi hoÆc thay ®æi chËm theo thêi gian ®o vµ thªm vµo mét ®é lÖch kh«ng ®æi gi÷a gi¸ trÞ thùc vµ gi¸ trÞ ®o ®−îc. Sai sè hÖ thèng th−êng do sù thiÕu hiÓu biÕt vÒ hÖ ®o, do ®iÒu kiÖn sö dông kh«ng tèt g©y ra. C¸c nguyªn nh©n g©y ra sai sè hÖ thèng cã thÓ lµ: Do nguyªn lý cña c¶m biÕn. + Do gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng chuÈn kh«ng ®óng. + Do ®Æc tÝnh cña bé c¶m biÕn. + Do ®iÒu kiÖn vµ chÕ ®é sö dông. +Do xö lý kÕt qu¶ ®o. - Sai sè ngÉu nhiªn: lµ sai sè xuÊt hiÖn cã ®é lín vµ chiÒu kh«ng x¸c ®Þnh. Ta cã thÓ dù ®o¸n ®−îc mét sè nguyªn nh©n g©y ra sai sè ngÉu nhiªn nh−ng kh«ng thÓ dù ®o¸n ®−îc ®é lín vµ dÊu cña nã. Nh÷ng nguyªn nh©n g©y ra sai sè ngÉu nhiªn cã thÓ lµ: + Do sù thay ®æi ®Æc tÝnh cña thiÕt bÞ. + Do tÝn hiÖu nhiÔu ngÉu nhiªn. + Do c¸c ®¹i l−îng ¶nh h−ëng kh«ng ®−îc tÝnh ®Õn khi chuÈn c¶m biÕn. Chóng ta cã thÓ gi¶m thiÓu sai sè ngÉu nhiªn b»ng mét sè biÖn ph¸p thùc nghiÖm thÝch hîp nh− b¶o vÖ c¸c m¹ch ®o tr¸nh ¶nh h−ëng cña nhiÔu, tù ®éng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p nguån nu«i, bï c¸c ¶nh h−ëng nhiÖt ®é, tÇn sè, vËn hµnh ®óng chÕ ®é hoÆc thùc hiÖn phÐp ®o l−êng thèng kª. 1.3.4. §é nhanh vµ thêi gian håi ®¸p §é nhanh lµ ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn cho phÐp ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng theo kÞp vÒ thêi gian cña ®¹i l−îng ®Çu ra khi ®¹i l−îng ®Çu vµo biÕn thiªn. Thêi gian håi ®¸p lµ ®¹i l−îng ®−îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh gi¸ trÞ sè cña ®é nhanh. §é nhanh tr lµ kho¶ng thêi gian tõ khi ®¹i l−îng ®o thay ®æi ®ét ngét ®Õn khi biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®Çu ra chØ cßn kh¸c gi¸ trÞ cuèi cïng mét l−îng giíi h¹n ε tÝnh b»ng %. Thêi gian håi ®¸p t−¬ng øng víi ε% x¸c ®Þnh kho¶ng thêi gian cÇn - 13-
- thiÕt ph¶i chê ®îi sau khi cã sù biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®o ®Ó lÊy gi¸ trÞ cña ®Çu ra víi ®é chÝnh x¸c ®Þnh tr−íc. Thêi gian håi ®¸p ®Æc tr−ng cho chÕ ®é qu¸ ®é cña c¶m biÕn vµ lµ hµm cña c¸c th«ng sè thêi gian x¸c ®Þnh chÕ ®é nµy. Trong tr−êng hîp sù thay ®æi cña ®¹i l−îng ®o cã d¹ng bËc thang, c¸c th«ng sè thêi gian gåm thêi gian trÔ khi t¨ng (tdm) vµ thêi gian t¨ng (tm) øng víi sù t¨ng ®ét ngét cña ®¹i l−îng ®o hoÆc thêi gian trÔ khi gi¶m (tdc) vµ thêi gian gi¶m (tc) øng víi sù gi¶m ®ét ngét cña ®¹i l−îng ®o. Kho¶ng thêi gian trÔ khi t¨ng tdm lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®¹i l−îng ®Çu ra t¨ng tõ gi¸ trÞ ban ®Çu cña nã ®Õn 10% cña biÕn thiªn tæng céng cña ®¹i l−îng nµy vµ kho¶ng thêi gian t¨ng tm lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®¹i l−îng ®Çu ra t¨ng tõ 10% ®Õn 90% biÕn thiªn biÕn thiªn tæng céng cña nã. m m0 t s s0 0,9 0,1 t tdm tm tdc tc H×nh 1.3 X¸c ®Þnh c¸c kho¶ng thêi gian ®Æc tr−ng cho chÕ ®é qu¸ ®é T−¬ng tù, khi ®¹i l−îng ®o gi¶m, thêi gian trÓ khi gi¶m tdc lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®¹i l−îng ®Çu ra gi¶m tõ gi¸ trÞ ban ®Çu cña nã ®Õn 10% biÕn thiªn tæng céng cña ®¹i l−îng nµy vµ kho¶ng thêi gian gi¶m tc lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®¹i l−îng ®Çu ra gi¶m tõ 10% ®Õn 90% biÕn thiªn biÕn thiªn tæng cæng cña nã. C¸c th«ng sè vÒ thêi gian tr, tdm, tm, tdc, tc cña c¶m biÕn cho phÐp ta ®¸nh gi¸ vÒ thêi gian håi ®¸p cña nã. 1.3.5. Giíi h¹n sö dông cña c¶m biÕn Trong qu¸ tr×nh sö dông, c¸c c¶m biÕn lu«n chÞu t¸c ®éng cña øng lùc c¬ häc, t¸c ®éng nhiÖt... Khi c¸c t¸c ®éng nµy v−ît qu¸ ng−ìng cho phÐp, chóng sÏ lµm thay ®æi ®Æc tr−ng lµm viÖc cña c¶m biÕn. Bëi vËy khi sö dông c¶m biÕn, ng−êi sö dông cÇn ph¶i biÕt râ c¸c giíi h¹n nµy. a) Vïng lµm viÖc danh ®Þnh - 14-
- Vïng lµm viÖc danh ®Þnh t−¬ng øng víi nh÷ng ®iÒu kiÖn sö dông b×nh th−êng cña c¶m biÕn. Giíi h¹n cña vïng lµ c¸c gi¸ trÞ ng−ìng mµ c¸c ®¹i l−îng ®o, c¸c ®¹i l−îng vËt lý cã liªn quan ®Õn ®¹i l−îng ®o hoÆc c¸c ®¹i l−îng ¶nh h−ëng cã thÓ th−êng xuyªn ®¹t tíi mµ kh«ng lµm thay ®æi c¸c ®Æc tr−ng lµm viÖc danh ®Þnh cña c¶m biÕn. b) Vïng kh«ng g©y nªn h− háng Vïng kh«ng g©y nªn h− háng lµ vïng mµ khi mµ c¸c ®¹i l−îng ®o hoÆc c¸c ®¹i l−îng vËt lý cã liªn quan vµ c¸c ®¹i l−îng ¶nh h−ëng v−ît qua ng−ìng cña vïng lµm viÖc danh ®Þnh nh−ng vÉn cßn n»m trong ph¹m vi kh«ng g©y nªn h− háng, c¸c ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn cã thÓ bÞ thay ®æi nh−ng nh÷ng thay ®æi nµy mang tÝnh thuËn nghÞch, tøc lµ khi trë vÒ vïng lµm viÖc danh ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn lÊy l¹i gi¸ trÞ ban ®Çu cña chóng. c) Vïng kh«ng ph¸ huû Vïng kh«ng ph¸ hñy lµ vïng mµ khi mµ c¸c ®¹i l−îng ®o hoÆc c¸c ®¹i l−îng vËt lý cã liªn quan vµ c¸c ®¹i l−îng ¶nh h−ëng v−ît qua ng−ìng cña vïng kh«ng g©y nªn h− háng nh−ng vÉn cßn n»m trong ph¹m vi kh«ng bÞ ph¸ hñy, c¸c ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn bÞ thay ®æi vµ nh÷ng thay ®æi nµy mang tÝnh kh«ng thuËn nghÞch, tøc lµ khi trë vÒ vïng lµm viÖc danh ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn kh«ng thÓ lÊy l¹i gi¸ trÞ ban ®Çu cña chóng. Trong tr−êng hîp nµy c¶m biÕn vÉn cßn sö dông ®−îc, nh−ng ph¶i tiÕn hµnh chuÈn l¹i c¶m biÕn. 1.4. Nguyªn lý chung chÕ t¹o c¶m biÕn C¸c c¶m biÕn ®−îc chÕ t¹o dùa trªn c¬ së c¸c hiÖn t−îng vËt lý vµ ®−îc ph©n lµm hai lo¹i: - C¶m biÕn tÝch cùc: lµ c¸c c¶m biÕn ho¹t ®éng nh− mét m¸y ph¸t, ®¸p øng (s) lµ ®iÖn tÝch, ®iÖn ¸p hay dßng. - C¶m biÕn thô ®éng: lµ c¸c c¶m biÕn ho¹t ®éng nh− mét trë kh¸ng trong ®ã ®¸p øng (s) lµ ®iÖn trë, ®é tù c¶m hoÆc ®iÖn dung. 1.4.1. Nguyªn lý chÕ t¹o c¸c c¶m biÕn tÝch cùc C¸c c¶m biÕn tÝch cùc ®−îc chÕ t¹o dùa trªn c¬ së øng dông c¸c hiÖu øng vËt lý biÕn ®æi mét d¹ng n¨ng l−îng nµo ®ã (nhiÖt, c¬ hoÆc bøc x¹) thµnh n¨ng l−îng ®iÖn. D−íi ®©y m« t¶ mét c¸ch kh¸i qu¸t øng dông mét sè hiÖu øng vËt lý khi chÕ t¹o c¶m biÕn. - 15-
- a) HiÖu øng nhiÖt ®iÖn Hai d©y dÉn (M1) vµ (M2) cã b¶n chÊt ho¸ häc kh¸c nhau ®−îc hµn l¹i víi nhau thµnh mét m¹ch ®iÖn kÝn, nÕu nhiÖt ®é ë hai mèi hµn lµ T1 vµ T2 kh¸c nhau, khi ®ã trong m¹ch xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng e(T1, T2) mµ ®é lín cña nã phô thuéc chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a T1 vµ T2. T1 (M2) (M1) e T1 T2 (M2) H×nh 1.4. S¬ ®å hiÖu øng nhiÖt ®iÖn. HiÖu øng nhiÖt ®iÖn ®−îc øng dông ®Ó ®o nhiÖt ®é T1 khi biÕt tr−íc nhiÖt ®é T2, th−êng chän T2 = 0oC. b) HiÖu øng ho¶ ®iÖn Mét sè tinh thÓ gäi lµ tinh thÓ ho¶ ®iÖn (vÝ dô tinh thÓ sulfate triglycine) cã tÝnh ph©n cùc ®iÖn tù ph¸t víi ®é ph©n cùc phô thuéc vµo nhiÖt ®é, lµm xuÊt hiÖn trªn c¸c mÆt ®èi diÖn cña chóng nh÷ng ®iÖn tÝch tr¸i dÊu. §é lín cña ®iÖn ¸p gi÷a hai mÆt phô thuéc vµo ®é ph©n cùc cña tinh thÓ ho¶ ®iÖn. Φ v Φ H×nh 1.5 øng dông hiÖu øng ho¶ ®iÖn HiÖu øng ho¶ ®iÖn ®−îc øng dông ®Ó ®o th«ng l−îng cña bøc x¹ ¸nh s¸ng. Khi ta chiÕu mét chïm ¸nh s¸ng vµo tinh thÓ ho¶ ®iÖn, tinh thÓ hÊp thô ¸nh s¸ng vµ nhiÖt ®é cña nã t¨ng lªn, lµm thay ®æi sù ph©n cùc ®iÖn cña tinh thÓ. §o ®iÖn ¸p V ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc th«ng l−îng ¸nh s¸ng Φ. c) HiÖu øng ¸p ®iÖn Mét sè vËt liÖu gäi chung lµ vËt liÖu ¸p ®iÖn (nh− th¹ch anh ch¼ng h¹n) khi bÞ biÕn d¹ng d−íc t¸c ®éng cña lùc c¬ häc, trªn c¸c mÆt ®èi diÖn cña tÊm vËt liÖu xuÊt - 16-
- hiÖn nh÷ng l−îng ®iÖn tÝch b»ng nhau nh−ng tr¸i dÊu, ®−îc gäi lµ hiÖu øng ¸p ®iÖn. §o V ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc c−êng ®é cña lùc t¸c dông F. F V F H×nh 1.6 øng dông hiÖu øng ¸p ®iÖn d) HiÖu øng c¶m øng ®iÖn tõ Khi mét d©y dÉn chuyÓn ®éng trong tõ tr−êng kh«ng ®æi, trong d©y dÉn xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng tû lÖ víi tõ th«ng c¾t ngang d©y trong mét ®¬n vÞ thêi gian, nghÜa lµ tû lÖ víi tèc ®é dÞch chuyÓn cña d©y. T−¬ng tù nh− vËy, trong mét khung d©y ®Æt trong tõ tr−êng cã tõ th«ng biÕn thiªn còng xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng tû lÖ víi tèc ®é biÕn thiªn cña tõ th«ng qua khung d©y. B Ω e Ω H×nh 1.7 øng dông hiÖu øng c¶m øng ®iÖn tõ HiÖu øng c¶m øng ®iÖn tõ ®−îc øng dông ®Ó x¸c ®Þnh tèc ®é dÞch chuyÓn cña vËt th«ng qua viÖc ®o suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng. e) HiÖu øng quang ®iÖn - HiÖu øng quang dÉn: (hay cßn gäi lµ hiÖu øng quang ®iÖn néi) lµ hiÖn t−îng gi¶i phãng ra c¸c h¹t dÉn tù do trong vËt liÖu (th−êng lµ b¸n dÉn) khi chiÕu vµo chóng mét bøc x¹ ¸nh s¸ng (hoÆc bøc x¹ ®iÖn tõ nãi chung) cã b−íc sãng nhá h¬n mét ng−ìng nhÊt ®Þnh. - HiÖu øng quang ph¸t x¹ ®iÖn tö: (hay cßn gäi lµ hiÖu øng quang ®iÖn ngoµi) lµ hiÖn t−îng c¸c ®iÖn tö ®−îc gi¶i phãng vµ tho¸t khái bÒ mÆt vËt liÖu t¹o thµnh dßng cã thÓ thu l¹i nhê t¸c dông cña ®iÖn tr−êng. g) HiÖu øng quang - ®iÖn - tõ Khi t¸c dông mét tõ tr−êng B vu«ng gãc víi bøc x¹ ¸nh s¸ng, trong vËt liÖu b¸n - 17-
- dÉn ®−îc chiÕu s¸ng sÏ xuÊt hiÖn mét hiÖu ®iÖn thÕ theo h−íng vu«ng gãc víi tõ tr−êng B vµ h−íng bøc x¹ ¸nh s¸ng. Φ V Φ B H×nh 1.8 øng dông hiÖu øng quang - ®iÖn - tõ h) HiÖu øng Hall Khi ®Æt mét tÊm máng vËt liÖu máng (th−êng lµ b¸n dÉn), trong ®ã cã dßng ®iÖn ch¹y qua, vµo trong mét tõ tr−êng B cã ph−¬ng t¹o víi dßng ®iÖn I trong tÊm mét gãc θ, sÏ xuÊt hiÖn mét hiÖu ®iÖn thÕ VH theo h−íng vu«ng gãc víi B vµ I. BiÓu thøc hiÖu ®iÖn thÕ cã d¹ng: VH = K H .I.B. sin θ Trong ®ã KH lµ hÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu vµ kÝch th−íc h×nh häc cña tÊm vËt liÖu. N X S B θ v X H×nh 1.9 øng dông hiÖu øng Hall HiÖu øng Hall ®−îc øng dông ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña mét vËt chuyÓn ®éng. VËt cÇn x¸c ®Þnh vÞ trÝ liªn kÕt c¬ häc víi thanh nam ch©m, ë mäi thêi ®iÓm, vÞ trÝ thanh nam ch©m x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña tõ tr−êng B vµ gãc θ t−¬ng øng víi tÊm b¸n dÉn máng lµm vËt trung gian. V× vËy, hiÖu ®iÖn thÕ VH ®o ®−îc gi÷a hai c¹nh tÊm b¸n dÉn lµ hµm phô thuéc vµo vÞ trÝ cña vËt trong kh«ng gian. - 18-
- 1.4.2. Nguyªn chÕ t¹o c¶m biÕn thô ®éng C¶m biÕn thô ®éng th−êng ®−îc chÕ t¹o tõ mét trë kh¸ng cã c¸c th«ng sè chñ yÕu nh¹y víi ®¹i l−îng cÇn ®o. Gi¸ trÞ cña trë kh¸ng phô thuéc kÝch th−íc h×nh häc, tÝnh chÊt ®iÖn cña vËt liÖu chÕ t¹o (nh− ®iÖn trë suÊt ρ, ®é tõ thÈm µ, h»ng sè ®iÖn m«i ε). V× vËy t¸c ®éng cña ®¹i l−îng ®o cã thÓ ¶nh h−ëng riªng biÖt ®Õn kÝch th−íc h×nh häc, tÝnh chÊt ®iÖn hoÆc ®ång thêi c¶ hai. Sù thay ®æi th«ng sè h×nh häc cña trë kh¸ng g©y ra do chuyÓn ®éng cña phÇn tö chuyÓn ®éng hoÆc phÇn tö biÕn d¹ng cña c¶m biÕn. Trong c¸c c¶m biÕn cã phÇn tö chuyÓn ®éng, mçi vÞ trÝ cña phÇn tö ®éng sÏ øng víi mét gi¸ trÞ x¸c ®Þnh cña trë kh¸ng, cho nªn ®o trë kh¸ng cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ cña ®èi t−îng. Trong c¶m biÕn cã phÇn tö biÕn d¹ng, sù biÕn d¹ng cña phÇn tö biÕn d¹ng d−íi t¸c ®éng cña ®¹i l−îng ®o (lùc hoÆc c¸c ®¹i l−îng g©y ra lùc) g©y ra sù thay ®æi cña trë kh¸ng cña c¶m biÕn. Sù thay ®æi trë kh¸ng do biÕn d¹ng liªn quan ®Õn lùc t¸c ®éng, do ®ã liªn quan ®Õn ®¹i l−îng cÇn ®o. X¸c ®Þnh trë kh¸ng ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc ®¹i l−îng cÇn ®o. Sù thay ®æi tÝnh chÊt ®iÖn cña c¶m biÕn phô thuéc vµo b¶n chÊt vËt liÖu chÕ t¹o trë kh¸ng vµ yÕu tè t¸c ®éng (nhiÖt ®é, ®é chiÕu s¸ng, ¸p suÊt, ®é Èm ...). §Ó chÕ t¹o c¶m biÕn, ng−êi ta chän sao cho tÝnh chÊt ®iÖn cña nã chØ nh¹y víi mét trong c¸c ®¹i l−îng vËt lý trªn, ¶nh h−ëng cña c¸c ®¹i l−îng kh¸c lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Khi ®ã cã thÓ thiÕt lËp ®−îc sù phô thuéc ®¬n trÞ gi÷a gi¸ trÞ ®¹i l−îng cÇn ®o vµ gi¸ trÞ trë kh¸ng cña c¶m biÕn. Trªn b¶ng 1.1 giíi thiÖu c¸c ®¹i l−îng cÇn ®o cã kh¶ n¨ng lµm thay ®æi tÝnh chÊt ®iÖn cña vËt liÖu sö dông chÕ t¹o c¶m biÕn. B¶ng 1.1 §¹i l−îng cÇn ®o §Æc tr−ng nh¹y c¶m Lo¹i vËt liÖu sö dông ρ Kim lo¹i (Pt, Ni, Cu) NhiÖt ®é B¸n dÉn Bøc x¹ ¸nh s¸ng ρ B¸n dÉn ρ Hîp kim Ni, Si pha t¹p BiÕn d¹ng Hîp kim s¾t tõ Tõ thÈm (µ) VÞ trÝ (nam ch©m) ρ VËt liÖu tõ ®iÖn trë:Bi, InSb - 19-
- 1.5. M¹ch ®o 1.5.1. S¬ ®å m¹ch ®o M¹ch ®o bao gåm toµn bé thiÕt bÞ ®o (trong ®ã cã c¶m biÕn) cho phÐp x¸c ®Þnh chÝnh x¸c gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng cÇn ®o trong nh÷ng ®iÒu kiÖn tèt nhÊt cã thÓ. ë ®Çu vµo cña m¹ch, c¶m biÕn chÞu t¸c ®éng cña ®¹i l−îng cÇn ®o g©y nªn tÝn hiÖu ®iÖn mang theo th«ng tin vÒ ®¹i cÇn ®o. ë ®Çu ra cña m¹ch, tÝn hiÖu ®iÖn ®· qua xö lý ®−îc chuyÓn ®æi sang d¹ng cã thÓ ®äc ®−îc trùc tiÕp gi¸ trÞ cÇn t×m cña ®¹i l−îng ®o. ViÖc chuÈn hÖ ®o ®¶m b¶o cho mçi gi¸ trÞ cña chØ thÞ ®Çu ra t−¬ng øng víi mét gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o t¸c ®éng ë ®Çu vµo cña m¹ch. D¹ng ®¬n gi¶n cña m¹ch ®o gåm mét c¶m biÕn, bé phËn biÕn ®æi tÝn hiÖu vµ thiÕt bÞ chØ thÞ, vÝ dô m¹ch ®o nhiÖt ®é gåm mét cÆp nhiÖt ghÐp nèi trùc tiÕp víi mét miliv«n kÕ. µV H×nh 1.10 S¬ ®å m¹ch ®o nhiÖt ®é b»ng cÆp nhiÖt FC (1) M¸y in D PC (5) ADC CPU (2) (4) (6) (7) Mµn PA h×nh (3) H×nh 1.11 M¹ch ®o ®iÖn thÕ bÒ mÆt 1) M¸y ph¸t chøc n¨ng 2) C¶m biÕn ®iÖn tÝch 3) TiÒn khuÕch ®¹i 4) So pha läc nhiÔu 5) KhuÕch ®¹i 6) ChuyÓn ®æi t−¬ng tù sè 7) M¸y tÝnh Trªn thùc tÕ, do c¸c yªu cÇu kh¸c nhau khi ®o, m¹ch ®o th−êng gåm nhiÒu thµnh phÇn trong ®ã cã c¸c khèi ®Ó tèi −u ho¸ viÖc thu thËp vµ xö lý d÷ liÖu, ch¼ng h¹n m¹ch tuyÕn tÝnh ho¸ tÝn hiÖu nhËn tõ c¶m biÕn, m¹ch khö ®iÖn dung ký sinh, - 20-
- c¸c bé chuyÓn ®æi nhiÒu kªnh, bé khuÕch ®¹i, bé so pha läc nhiÔu, bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù - sè, bé vi xö lý, c¸c thiÕt bÞ hç trî... Trªn h×nh 1.11 biÓu diÔn s¬ ®å khèi mét m¹ch ®iÖn ®o ®iÖn thÕ trªn bÒ mÆt mµng nh¹y quang ®−îc l¾p r¸p tõ nhiÒu phÇn tö 1.5.2. Mét sè phÇn tö c¬ b¶n cña m¹ch ®o a) Bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n (K§TT) Bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n m¹ch tÝch hîp lµ bé khuÕch ®¹i dßng mét chiÒu cã hai ®Çu vµo vµ mét ®Çu ra chung, th−êng gåm hµng tr¨m tranzito vµ c¸c ®iÖn trë, tô ®iÖn ghÐp nèi víi nhau. S¬ ®å bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n biÓu diÔn trªn h×nh 1.12. − Ura K + Ura = K.Uvµo H×nh 1.12 S¬ ®å bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n C¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n: - Bé khuÕch ®¹i cã hai ®Çu vµo: mét ®Çu ®¶o (-), mét ®Çu kh«ng ®¶o (+). - §iÖn trë vµo rÊt lín, cì hµng tr¨m MΩ ®Õn GΩ. - §iÖn trë ra rÊt nhá, cì phÇn chôc Ω. - §iÖn ¸p lÖch ®Çu vµo rÊt nhá, cì vµi nV. - HÖ sè khuÕch ®¹i hë m¹ch rÊt lín, cì 100.000. - D¶i tÇn lµm viÖc réng. - HÖ sè suy gi¶m theo c¸ch nèi chung CMRR lµ tû sè hÖ sè khuÕch ®¹i cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®èi víi c¸c tÝn hiÖu sai lÖch vµ hÖ sè khuÕch ®¹i theo c¸ch nèi chung cña cïng bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n. Th«ng th−êng CMRR vµo kho¶ng 90 dB. - Tèc ®é t¨ng h¹n chÕ sù biÕn thiªn cùc ®¹i cña ®iÖn ¸p tÝnh b»ng V/µs. b) Bé khuÕch ®¹i ®o l−êng IA Bé khuÕch ®¹i ®o l−êng IA cã hai ®Çu vµo vµ mét ®Çu ra. TÝn hiÖu ®Çu ra tû lÖ víi hiÖu cña hai ®iÖn ¸p ®Çu vµo: U ra = A(U + − U − ) = A∆U - 21-
- U1 R2 10k R3 10k − + − R 10k U3 Ra − 1k + §Çu ra R − 10k R2 10k + + R3 U2 190k H×nh 1.13 S¬ ®å bé khuÕch ®¹i ®o l−êng gåm ba K§TT ghÐp nèi ®iÖn trë §Çu vµo vi sai ®ãng vai trß rÊt quan träng trong viÖc khö nhiÔu ë chÕ ®é chung vµ t¨ng ®iÖn trë vµo cña K§TT. §iÖn ¸p trªn Ra ph¶i b»ng ®iÖn ¸p vi sai ®Çu vµo ∆U ∆U vµ t¹o nªn dßng ®iÖn i = . C¸c ®iÖn ¸p ra tõ K§TT U1 vµ U2 ph¶i b»ng nhau vÒ Ra biªn ®é nh−ng ng−îc pha. §iÖn ¸p U3 cña tÇng thø hai biÕn ®æi ®Çu ra vi sai thµnh ®Çu ra ®¬n cùc. HÖ sè khuÕch ®¹i tæng cña IA b»ng: ⎛ 2R ⎞ R 3 A = ⎜1 + ⎜ R ⎟R ⎟ ⎝ a ⎠ 1 c) Khö ®iÖn ¸p lÖch §èi víi mét bé khuÕch K§TT lý t−ëng khi hë m¹ch ph¶i cã ®iÖn ¸p ra b»ng kh«ng khi hai ®Çu vµo nèi m¸t. Thùc tÕ v× c¸c ®iÖn ¸p bªn trong nªn t¹o ra mét ®iÖn ¸p nhá (®iÖn ¸p ph©n cùc) ë ®Çu vµo K§TT cì vµi mV, nh−ng khi sö dông m¹ch kÝn ®iÖn ¸p nµy ®−îc khuÕch ®¹i vµ t¹o nªn ®iÖn ¸p kh¸ lín ë ®Çu ra. §Ó khö ®iÖn ¸p lÖch cã thÓ sö dông s¬ ®å h×nh 1.14, b»ng c¸ch ®iÒu chØnh biÕn trë R3. + 9V 7 2 + 714 6 3 − R2 4 1 100k 5 - 9V R3 10k §Çu ra R1 §Çu vµo 1,01k H×nh 1.14 S¬ ®å m¹ch khö ®iÖn ¸p lÖch - 22-
- d) M¹ch lÆp l¹i ®iÖn ¸p §Ó lÆp l¹i ®iÖn ¸p chÝnh x¸c, ng−êi ta sö dông bé K§TT lµm viÖc ë chÕ ®é kh«ng ®¶o víi hÖ sè khuÕch ®¹i b»ng 1 s¬ ®å nh− h×nh 1.15. + 9V 7 2 − 714 6 3 + 4 - 9V §Çu vµo §Çu ra H×nh 1.15 S¬ ®å m¹ch lÆp ®iÖn ¸p Trong bé lÆp ®iÖn ¸p, cùc d−¬ng cña K§TT ®−îc nèi trùc tiÕp víi tÝn hiÖu vµo, cßn cùc ©m ®−îc nèi trùc tiÕp víi ®Çu ra, t¹o nªn ®iÖn ¸p ph¶n håi 100% do ®ã hÖ sè khuÕch ®¹i b»ng 1. M¹ch lÆp ®iÖn ¸p cã chøc n¨ng t¨ng ®iÖn trë ®Çu vµo, do vËy th−êng dïng ®Ó nèi gi÷a hai kh©u trong m¹ch ®o. e) M¹ch cÇu CÇu Wheatstone th−êng ®−îc sö dông trong c¸c m¹ch ®o nhiÖt ®é, lùc, ¸p suÊt, tõ tr−êng... CÇu gåm bèn ®iÖn trë R1, R2, R3 cè ®Þnh vµ R4 thay ®æi (m¾c nh− h×nh 1.16) ho¹t ®éng nh− cÇu kh«ng c©n b»ng dùa trªn viÖc ph¸t hiÖn ®iÖn ¸p qua ®−êng chÐo cña cÇu. R1 R3 U Vra + R2 − R4 = R(1+∆) H×nh 1.15 S¬ ®å m¹ch cÇu Trong m¹ch cÇu, ®iÖn ¸p ra lµ hµm phi tuyÕn nh−ng ®èi víi biÕn ®æi nhá (∆> R2 hoÆc R2 >> R1 ®iÖn ¸p ra cña cÇu gi¶m. §Æt K = R1/R2 ®é nh¹y cña cÇu lµ: U K α= . R (1 + k )2 - 23-
- - 24-
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Mastercam phần mềm thiết kế công nghệ CAD-CAM điều khiển máy CNC
366 p | 543 | 306
-
GIÁO TRÌNH CAD – CAM CNC CĂN BẢN - CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM - CNC
28 p | 537 | 269
-
Xu hướng phát triển và ứng dụng của cảm biến quán tính vi cơ điện ( con quay, gia tốc kế)
8 p | 570 | 155
-
Cảm biến oxy
3 p | 405 | 140
-
ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 1
7 p | 316 | 130
-
GiáoTrình Công Nghệ GCAL_Chương 1: Kiến thức cơ sở về biến dạng dẻo
0 p | 211 | 130
-
ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 3
7 p | 177 | 84
-
Giáo trình Công nghệ ô tô: Phần nhiên liệu (dùng cho trình độ trung cấp nghề và cao đẳng nghề) (Phần 2) - NXB Lao động
102 p | 125 | 82
-
ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 9
11 p | 142 | 60
-
Cảm biến công nghiệp P4
19 p | 131 | 59
-
ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 5
12 p | 109 | 39
-
Cảm biến công nghiệp P9
13 p | 97 | 37
-
Bài giảng công nghệ CAD/CAM - part 1
11 p | 125 | 31
-
Cảm biến công nghệ P2
25 p | 59 | 29
-
Cảm biến công nghệ P3
23 p | 91 | 27
-
Cảm biến công nghiệp P8
16 p | 87 | 21
-
Bài giảng Công nghệ đóng mới tàu biển
37 p | 36 | 15

markdown:
# Cảm biến công nghệ P1
Chia sẻ: Hoang Nhan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20
lượt xem 14
download
![](http://image1.tailieu.vn/document/thumbnail/2009/20091126/nguyen6/80x100/cam_bien_cong_nghiep_p1_8279.jpg)
##
Cảm biến công nghệ P1
[Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ](javascript:void(0);)
Download
![](http://static1.tailieu.vn/b2013az/templates/version1/default/images/down16x21.png)
Tham khảo tài liệu 'cảm biến công nghệ p1', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Bình luận(0)
[Đăng nhập để gửi bình luận!](javascript:void(0);)
##
Nội dung Text: Cảm biến công nghệ P1
- Ch−¬ng I C¸c Kh¸i niÖm vµ ®Æc tr−ng c¬ b¶n 1.1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i c¶m biÕn 1.1.1. Kh¸i niÖm C¶m biÕn lµ thiÕt bÞ dïng ®Ó c¶m nhËn biÕn ®æi c¸c ®¹i l−îng vËt lý vµ c¸c ®¹i l−îng kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn cÇn ®o thµnh c¸c ®¹i l−îng ®iÖn cã thÓ ®o vµ xö lý ®−îc. C¸c ®¹i l−îng cÇn ®o (m) th−êng kh«ng cã tÝnh chÊt ®iÖn (nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt ...) t¸c ®éng lªn c¶m biÕn cho ta mét ®Æc tr−ng (s) mang tÝnh chÊt ®iÖn (nh− ®iÖn tÝch, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn hoÆc trë kh¸ng) chøa ®ùng th«ng tin cho phÐp x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o. §Æc tr−ng (s) lµ hµm cña ®¹i l−îng cÇn ®o (m): s = F (m ) (1.1) Ng−êi ta gäi (s) lµ ®¹i l−îng ®Çu ra hoÆc lµ ph¶n øng cña c¶m biÕn, (m) lµ ®¹i l−îng ®Çu vµo hay kÝch thÝch (cã nguån gèc lµ ®¹i l−îng cÇn ®o). Th«ng qua ®o ®¹c (s) cho phÐp nhËn biÕt gi¸ trÞ cña (m). 1.1.2. Ph©n lo¹i c¶m biÕn C¸c bé c¶m biÕn ®−îc ph©n lo¹i theo c¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n sau ®©y: - Theo nguyªn lý chuyÓn ®æi gi÷a ®¸p øng vµ kÝch thÝch (b¶ng 1.1). B¶ng 1.1 HiÖn t−îng ChuyÓn ®æi ®¸p øng vµ kÝch thÝch - NhiÖt ®iÖn - Quang ®iÖn - Quang tõ HiÖn t−îng vËt lý - §iÖn tõ - Quang ®µn håi - Tõ ®iÖn - NhiÖt tõ... - BiÕn ®æi ho¸ häc Ho¸ häc - BiÕn ®æi ®iÖn ho¸ - Ph©n tÝch phæ ... - BiÕn ®æi sinh ho¸ Sinh häc - BiÕn ®æi vËt lý - 5-
- - HiÖu øng trªn c¬ thÓ sèng ... - Ph©n lo¹i theo d¹ng kÝch thÝch (b¶ng 1.2) B¶ng 1.2 - Biªn pha, ph©n cùc ¢m thanh - Phæ - Tèc ®é truyÒn sãng ... - §iÖn tÝch, dßng ®iÖn §iÖn - §iÖn thÕ, ®iÖn ¸p - §iÖn tr−êng (biªn, pha, ph©n cùc, phæ) - §iÖn dÉn, h»ng sè ®iÖn m«i ... - Tõ tr−êng (biªn, pha, ph©n cùc, phæ) Tõ - Tõ th«ng, c−êng ®é tõ tr−êng - §é tõ thÈm ... - Biªn, pha, ph©n cùc, phæ Quang - Tèc ®é truyÒn - HÖ sè ph¸t x¹, khóc x¹ - HÖ sè hÊp thô, hÖ sè bøc x¹ ... - VÞ trÝ - Lùc, ¸p suÊt - Gia tèc, vËn tèc C¬ - øng suÊt, ®é cøng - M« men - Khèi l−îng, tØ träng - VËn tèc chÊt l−u, ®é nhít ... - NhiÖt ®é NhiÖt - Th«ng l−îng - NhiÖt dung, tØ nhiÖt ... - KiÓu Bøc x¹ - N¨ng l−îng - C−êng ®é ... - 6-
- - Theo tÝnh n¨ng cña bé c¶m biÕn (b¶ng 1.3) B¶ng 1.3 - §é nh¹y - Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i - §é chÝnh x¸c - Tèc ®é ®¸p øng - §é ph©n gi¶i - §é æn ®Þnh - §é chän läc - Tuæi thä - §é tuyÕn tÝnh - §iÒu kiÖn m«i tr−êng - C«ng suÊt tiªu thô - KÝch th−íc, träng l−îng - D¶i tÇn - §é trÔ - Ph©n lo¹i theo ph¹m vi sö dông ( b¶ng 1.4). B¶ng 1.4 - C«ng nghiÖp - Nghiªn cøu khoa häc - M«i tr−êng, khÝ t−îng - Th«ng tin, viÔn th«ng - N«ng nghiÖp - D©n dông - Giao th«ng - Vò trô - Qu©n sù - Ph©n lo¹i theo th«ng sè cña m« h×nh m¹ch thay thÕ : + C¶m biÕn tÝch cùc cã ®Çu ra lµ nguån ¸p hoÆc nguån dßng. + C¶m biÕn thô ®éng ®−îc ®Æc tr−ng b»ng c¸c th«ng sè R, L, C, M .... tuyÕn tÝnh hoÆc phi tuyÕn. 1.2. §−êng cong chuÈn cña c¶m biÕn 1.2.1. Kh¸i niÖm §−êng cong chuÈn c¶m biÕn lµ ®−êng cong biÓu diÔn sù phô thuéc cña ®¹i l−îng ®iÖn (s) ë ®Çu ra cña c¶m biÕn vµo gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o (m) ë ®Çu vµo. - 7-
- §−êng cong chuÈn cã thÓ biÓu diÔn b»ng biÓu thøc ®¹i sè d−íi d¹ng s = F (m ) , hoÆc b»ng ®å thÞ nh− h×nh 1.1a. s s si 0 mi m 0 m a) b) H×nh 1.1 §−êng cong chuÈn c¶m biÕn a) D¹ng ®−êng cong chuÈn b) §−êng cong chuÈn cña c¶m biÕn tuyÕn tÝnh Dùa vµo ®−êng cong chuÈn cña c¶m biÕn, ta cã thÓ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ mi ch−a biÕt cña m th«ng qua gi¸ trÞ ®o ®−îc si cña s. §Ó dÔ sö dông, ng−êi ta th−êng chÕ t¹o c¶m biÕn cã sù phô thuéc tuyÕn tÝnh gi÷a ®¹i l−îng ®Çu ra vµ ®¹i l−îng ®Çu vµo, ph−¬ng tr×nh s= F(m) cã d¹ng s = am +b víi a, b lµ c¸c hÖ sè, khi ®ã ®−êng cong chuÈn lµ ®−êng th¼ng (h×nh 1.1b). 1.2.2. Ph−¬ng ph¸p chuÈn c¶m biÕn ChuÈn c¶m biÕn lµ phÐp ®o nh»m môc ®Ých x¸c lËp mèi quan hÖ gi÷a gi¸ trÞ s ®o ®−îc cña ®¹i l−îng ®iÖn ë ®Çu ra vµ gi¸ trÞ m cña ®¹i l−îng ®o cã tÝnh ®Õn c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng, trªn c¬ së ®ã x©y dùng ®−êng cong chuÈn d−íi d¹ng t−êng minh (®å thÞ hoÆc biÓu thøc ®¹i sè). Khi chuÈn c¶m biÕn, víi mét lo¹t gi¸ trÞ ®· biÕt chÝnh x¸c mi cña m, ®o gi¸ trÞ t−¬ng øng si cña s vµ dùng ®−êng cong chuÈn. s s2 s1 m1 m2 m H×nh 1.2 Ph−¬ng ph¸p chuÈn c¶m biÕn a) ChuÈn ®¬n gi¶n Trong tr−êng hîp ®¹i l−îng ®o chØ cã mét ®¹i l−îng vËt lý duy nhÊt t¸c ®éng lªn mét ®¹i l−îng ®o x¸c ®Þnh vµ c¶m biÕn sö dông kh«ng nh¹y víi t¸c ®éng cña c¸c - 8-
- ®¹i l−îng ¶nh h−ëng, ng−êi ta dïng ph−¬ng ph¸p chuÈn ®¬n gi¶n. Thùc chÊt cña chuÈn ®¬n gi¶n lµ ®o c¸c gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®Çu ra øng víi c¸c gi¸ x¸c ®Þnh kh«ng ®æi cña ®¹i l−îng ®o ë ®Çu vµo. ViÖc chuÈn ®−îc tiÕn hµnh theo hai c¸ch: - ChuÈn trùc tiÕp: c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau cña ®¹i l−îng ®o lÊy tõ c¸c mÉu chuÈn hoÆc c¸c phÇn tö so s¸nh cã gi¸ trÞ biÕt tr−íc víi ®é chÝnh x¸c cao. - ChuÈn gi¸n tiÕp: kÕt hîp c¶m biÕn cÇn chuÈn víi mét c¶m biÕn so s¸nh ®· cã s½n ®−êng cong chuÈn, c¶ hai ®−îc ®Æt trong cïng ®iÒu kiÖn lµm viÖc. Khi t¸c ®éng lªn hai c¶m biÕn víi cïng mét gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o ta nhËn ®−îc gi¸ trÞ t−¬ng øng cña c¶m biÕn so s¸nh vµ c¶m biÕn cÇn chuÈn. LÆp l¹i t−¬ng tù víi c¸c gi¸ trÞ kh¸c cña ®¹i l−îng ®o cho phÐp ta x©y dùng ®−îc ®−êng cong chuÈn cña c¶m biÕn cÇn chuÈn. b) ChuÈn nhiÒu lÇn Khi c¶m biÕn cã phÇn tö bÞ trÔ (trÔ c¬ hoÆc trÔ tõ), gi¸ trÞ ®o ®−îc ë ®Çu ra phô thuéc kh«ng nh÷ng vµo gi¸ trÞ tøc thêi cña ®¹i l−îng cÇn ®o ë ®Çu vµo mµ cßn phô thuéc vµo gi¸ trÞ tr−íc ®ã cña cña ®¹i l−îng nµy. Trong tr−êng hîp nh− vËy, ng−êi ta ¸p dông ph−¬ng ph¸p chuÈn nhiÒu lÇn vµ tiÕn hµnh nh− sau: - §Æt l¹i ®iÓm 0 cña c¶m biÕn: ®¹i l−îng cÇn ®o vµ ®¹i l−îng ®Çu ra cã gi¸ trÞ t−¬ng øng víi ®iÓm gèc, m=0 vµ s=0. - §o gi¸ trÞ ®Çu ra theo mét lo¹t gi¸ trÞ t¨ng dÇn ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i cña ®¹i l−îng ®o ë ®Çu vµo. - LÆp l¹i qu¸ tr×nh ®o víi c¸c gi¸ trÞ gi¶m dÇn tõ gi¸ trÞ cùc ®¹i. Khi chuÈn nhiÒu lÇn cho phÐp x¸c ®Þnh ®−êng cong chuÈn theo c¶ hai h−íng ®o t¨ng dÇn vµ ®o gi¶m dÇn. 1.3. C¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n 1.3.1. §é nh¹y cña c¶m biÕn a) Kh¸i niÖm §èi víi c¶m biÕn tuyÕn tÝnh, gi÷a biÕn thiªn ®Çu ra ∆s vµ biÕn thiªn ®Çu vµo ∆m cã sù liªn hÖ tuyÕn tÝnh: ∆s = S.∆m (1.2) ∆s §¹i l−îng S x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc S = ®−îc gäi lµ ®é nh¹y cña c¶m biÕn. ∆m Tr−êng hîp tæng qu¸t, biÓu thøc x¸c ®Þnh ®é nh¹y S cña c¶m biÕn xung quanh - 9-
- gi¸ trÞ mi cña ®¹i l−îng ®o x¸c ®Þnh bëi tû sè gi÷a biÕn thiªn ∆s cña ®¹i l−îng ®Çu ra vµ biÕn thiªn ∆m t−¬ng øng cña ®¹i l−îng ®o ë ®Çu vµo quanh gi¸ trÞ ®ã: ⎛ ∆s ⎞ S=⎜ ⎟ (1.3) ⎝ ∆m ⎠ m = m i §Ó phÐp ®o ®¹t ®é chÝnh x¸c cao, khi thiÕt kÕ vµ sö dông c¶m biÕn cÇn lµm sao cho ®é nh¹y S cña nã kh«ng ®æi, nghÜa lµ Ýt phô thuéc nhÊt vµo c¸c yÕu tè sau: - Gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng cÇn ®o m vµ tÇn sè thay ®æi cña nã. - Thêi gian sö dông. - ¶nh h−ëng cña c¸c ®¹i l−îng vËt lý kh¸c (kh«ng ph¶i lµ ®¹i l−îng ®o) cña m«i tr−êng xung quanh. Th«ng th−êng nhµ s¶n xuÊt cung cÊp gi¸ trÞ cña ®é nh¹y S t−¬ng øng víi nh÷ng ®iÒu kiÖn lµm viÖc nhÊt ®Þnh cña c¶m biÕn. b) §é nh¹y trong chÕ ®é tÜnh vµ tû sè chuyÓn ®æi tÜnh §−êng chuÈn c¶m biÕn, x©y dùng trªn c¬ së ®o c¸c gi¸ trÞ si ë ®Çu ra t−¬ng øng víi c¸c gi¸ trÞ kh«ng ®æi mi cña ®¹i l−îng ®o khi ®¹i l−îng nµy ®¹t ®Õn chÕ ®é lµm viÖc danh ®Þnh ®−îc gäi lµ ®Æc tr−ng tÜnh cña c¶m biÕn. Mét ®iÓm Qi(mi,si) trªn ®Æc tr−ng tÜnh x¸c ®Þnh mét ®iÓm lµm viÖc cña c¶m biÕn ë chÕ ®é tÜnh. Trong chÕ ®é tÜnh, ®é nh¹y S x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (1.3) chÝnh lµ ®é ®èc cña ®Æc tr−ng tÜnh ë ®iÓm lµm viÖc ®ang xÐt. Nh− vËy, nÕu ®Æc tr−ng tÜnh kh«ng ph¶i lµ tuyÕn tÝnh th× ®é nh¹y trong chÕ ®é tÜnh phô thuéc ®iÓm lµm viÖc. §¹i l−îng ri x¸c ®Þnh bëi tû sè gi÷a gi¸ trÞ si ë ®Çu ra vµ gi¸ trÞ mi ë ®Çu vµo ®−îc gäi lµ tû sè chuyÓn ®æi tÜnh: ⎛s⎞ ri = ⎜ ⎟ (1.4) ⎝ m ⎠Q i Tõ (1.4), ta nhËn thÊy tû sè chuyÓn ®æi tÜnh ri kh«ng phô thuéc vµo ®iÓm lµm viÖc Qi vµ chØ b»ng S khi ®Æc tr−ng tÜnh lµ ®−êng th¼ng ®i qua gèc to¹ ®é. c) §é nh¹y trong chÕ ®é ®éng §é nh¹y trong chÕ ®é ®éng ®−îc x¸c ®Þnh khi ®¹i l−îng ®o biÕn thiªn tuÇn hoµn theo thêi gian. Gi¶ sö biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®o m theo thêi gian cã d¹ng: m(t ) = m 0 + m 1 cos ωt (1.5) - 10-
- Trong ®ã m0 lµ gi¸ trÞ kh«ng ®æi, m1 lµ biªn ®é vµ ω tÇn sè gãc cña biÕn thiªn ®¹i l−îng ®o. ë ®Çu ra cña c¶m biÕn, håi ®¸p s cã d¹ng: s(t ) = s 0 + s1 cos(ωt + ϕ) Trong ®ã: - s0 lµ gi¸ trÞ kh«ng ®æi t−¬ng øng víi m0 x¸c ®Þnh ®iÓm lµm viÖc Q0 trªn ®−êng cong chuÈn ë chÕ ®é tÜnh. - s1 lµ biªn ®é biÕn thiªn ë ®Çu ra do thµnh phÇn biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®o g©y nªn. - ϕ lµ ®é lÖch pha gi÷a ®¹i l−îng ®Çu vµo vµ ®¹i l−îng ®Çu ra. Trong chÕ ®é ®éng, ®é nh¹y S cña c¶m biÕn ®−îc x¸c ®Þnh bëi tØ sè gi÷a biªn ®é cña biÕn thiªn ®Çu ra s1 vµ biªn ®é cña biÕn thiªn ®Çu vµo m1 øng víi ®iÓm lµm viÖc ®−îc xÐt Q0, theo c«ng thøc: ⎛s ⎞ S=⎜ 1 ⎟ ⎜m ⎟ ⎝ 1 ⎠Q 0 §é nh¹y trong chÕ ®é ®éng phô thuéc vµo tÇn sè ®¹i l−îng ®o, S = S (f ) . Sù biÕn thiªn cña ®é nh¹y theo tÇn sè cã nguån gèc lµ do qu¸n tÝnh c¬, nhiÖt hoÆc ®iÖn cña ®Çu ®o, tøc lµ cña c¶m biÕn vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî, chóng kh«ng thÓ cung cÊp tøc thêi tÝn hiÖu ®iÖn theo kÞp biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®o. Bëi vËy khi xÐt sù håi ®¸p cã phô thuéc vµo tÇn sè cÇn ph¶i xem xÐt s¬ ®å m¹ch ®o cña c¶m biÕn mét c¸ch tæng thÓ. 1.3.2. §é tuyÕn tÝnh a) Kh¸i niÖm Mét c¶m biÕn ®−îc gäi lµ tuyÕn tÝnh trong mét d¶i ®o x¸c ®Þnh nÕu trong d¶i chÕ ®é ®ã, ®é nh¹y kh«ng phô thuéc vµo ®¹i l−îng ®o. Trong chÕ ®é tÜnh, ®é tuyÕn tÝnh chÝnh lµ sù kh«ng phô thuéc cña ®é nh¹y cña c¶m biÕn vµo gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o, thÓ hiÖn bëi c¸c ®o¹n th¼ng trªn ®Æc tr−ng tÜnh cña c¶m biÕn vµ ho¹t ®éng cña c¶m biÕn lµ tuyÕn tÝnh chõng nµo ®¹i l−îng ®o cßn n»m trong vïng nµy. Trong chÕ ®é ®éng, ®é tuyÕn tÝnh bao gåm sù kh«ng phô thuéc cña ®é nh¹y ë chÕ ®é tÜnh S(0) vµo ®¹i l−îng ®o, ®ång thêi c¸c th«ng sè quyÕt ®Þnh sù håi ®¸p (nh− - 11-
- tÇn sè riªng f0 cña dao ®éng kh«ng t¾t, hÖ sè t¾t dÇn ξ còng kh«ng phô thuéc vµo ®¹i l−îng ®o. NÕu c¶m biÕn kh«ng tuyÕn tÝnh, ng−êi ta ®−a vµo m¹ch ®o c¸c thiÕt bÞ hiÖu chØnh sao cho tÝn hiÖu ®iÖn nhËn ®−îc ë ®Çu ra tØ lÖ víi sù thay ®æi cña ®¹i l−îng ®o ë ®Çu vµo. Sù hiÖu chØnh ®ã ®−îc gäi lµ sù tuyÕn tÝnh ho¸. b) §−êng th¼ng tèt nhÊt Khi chuÈn c¶m biÕn, tõ kÕt qu¶ thùc nghiÖm ta nhËn ®−îc mét lo¹t ®iÓm t−¬ng øng (si,mi) cña ®¹i l−îng ®Çu ra vµ ®¹i l−îng ®Çu vµo. VÒ mÆt lý thuyÕt, ®èi víi c¸c c¶m biÕn tuyÕn tÝnh, ®−êng cong chuÈn lµ mét ®−êng th¼ng. Tuy nhiªn, do sai sè khi ®o, c¸c ®iÓm chuÈn (mi, si) nhËn ®−îc b»ng thùc nghiÖm th−êng kh«ng n»m trªn cïng mét ®−êng th¼ng. §−êng th¼ng ®−îc x©y dùng trªn c¬ së c¸c sè liÖu thùc nghiÖm sao cho sai sè lµ bÐ nhÊt, biÓu diÔn sù tuyÕn tÝnh cña c¶m biÕn ®−îc gäi lµ ®−êng th¼ng tèt nhÊt. Ph−¬ng tr×nh biÓu diÔn ®−êng th¼ng tèt nhÊt ®−îc lËp b»ng ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng bÐ nhÊt. Gi¶ sö khi chuÈn c¶m biÕn ta tiÕn hµnh víi N ®iÓm ®o, ph−¬ng tr×nh cã d¹ng: s = am + b Trong ®ã: N.∑ s i .m i −∑ s i .∑ m i a= N.∑ m 2 − (∑ m i ) 2 i b= ∑ s i .∑ m 2 − ∑ m i .s i .∑ m i i N.∑ m 2 − (∑ m i ) 2 i c) §é lÖch tuyÕn tÝnh §èi víi c¸c c¶m biÕn kh«ng hoµn toµn tuyÕn tÝnh, ng−êi ta ®−a ra kh¸i niÖm ®é lÖch tuyÕn tÝnh, x¸c ®Þnh bëi ®é lÖch cùc ®¹i gi÷a ®−êng cong chuÈn vµ ®−êng th¼ng tèt nhÊt, tÝnh b»ng % trong d¶i ®o. 1.3.3. Sai sè vµ ®é chÝnh x¸c C¸c bé c¶m biÕn còng nh− c¸c dông cô ®o l−êng kh¸c, ngoµi ®¹i l−îng cÇn ®o (c¶m nhËn) cßn chÞu t¸c ®éng cña nhiÒu ®¹i l−îng vËt lý kh¸c g©y nªn sai sè gi÷a gi¸ trÞ ®o ®−îc vµ gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng cÇn ®o. Gäi ∆x lµ ®é lÖch tuyÖt ®èi gi÷a gi¸ trÞ ®o vµ gi¸ trÞ thùc x (sai sè tuyÖt ®èi), sai sè t−¬ng ®èi cña bé c¶m biÕn ®−îc tÝnh b»ng: - 12-
- ∆x δ= .100 [%] x Sai sè cña bé c¶m biÕn mang tÝnh chÊt −íc tÝnh bëi v× kh«ng thÓ biÕt chÝnh x¸c gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng cÇn ®o. Khi ®¸nh gi¸ sai sè cña c¶m biÕn, ng−êi ta th−êng ph©n chóng thµnh hai lo¹i: sai sè hÖ thèng vµ sai sè ngÉu nhiªn. - Sai sè hÖ thèng: lµ sai sè kh«ng phô thuéc vµo sè lÇn ®o, cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi hoÆc thay ®æi chËm theo thêi gian ®o vµ thªm vµo mét ®é lÖch kh«ng ®æi gi÷a gi¸ trÞ thùc vµ gi¸ trÞ ®o ®−îc. Sai sè hÖ thèng th−êng do sù thiÕu hiÓu biÕt vÒ hÖ ®o, do ®iÒu kiÖn sö dông kh«ng tèt g©y ra. C¸c nguyªn nh©n g©y ra sai sè hÖ thèng cã thÓ lµ: Do nguyªn lý cña c¶m biÕn. + Do gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng chuÈn kh«ng ®óng. + Do ®Æc tÝnh cña bé c¶m biÕn. + Do ®iÒu kiÖn vµ chÕ ®é sö dông. +Do xö lý kÕt qu¶ ®o. - Sai sè ngÉu nhiªn: lµ sai sè xuÊt hiÖn cã ®é lín vµ chiÒu kh«ng x¸c ®Þnh. Ta cã thÓ dù ®o¸n ®−îc mét sè nguyªn nh©n g©y ra sai sè ngÉu nhiªn nh−ng kh«ng thÓ dù ®o¸n ®−îc ®é lín vµ dÊu cña nã. Nh÷ng nguyªn nh©n g©y ra sai sè ngÉu nhiªn cã thÓ lµ: + Do sù thay ®æi ®Æc tÝnh cña thiÕt bÞ. + Do tÝn hiÖu nhiÔu ngÉu nhiªn. + Do c¸c ®¹i l−îng ¶nh h−ëng kh«ng ®−îc tÝnh ®Õn khi chuÈn c¶m biÕn. Chóng ta cã thÓ gi¶m thiÓu sai sè ngÉu nhiªn b»ng mét sè biÖn ph¸p thùc nghiÖm thÝch hîp nh− b¶o vÖ c¸c m¹ch ®o tr¸nh ¶nh h−ëng cña nhiÔu, tù ®éng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p nguån nu«i, bï c¸c ¶nh h−ëng nhiÖt ®é, tÇn sè, vËn hµnh ®óng chÕ ®é hoÆc thùc hiÖn phÐp ®o l−êng thèng kª. 1.3.4. §é nhanh vµ thêi gian håi ®¸p §é nhanh lµ ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn cho phÐp ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng theo kÞp vÒ thêi gian cña ®¹i l−îng ®Çu ra khi ®¹i l−îng ®Çu vµo biÕn thiªn. Thêi gian håi ®¸p lµ ®¹i l−îng ®−îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh gi¸ trÞ sè cña ®é nhanh. §é nhanh tr lµ kho¶ng thêi gian tõ khi ®¹i l−îng ®o thay ®æi ®ét ngét ®Õn khi biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®Çu ra chØ cßn kh¸c gi¸ trÞ cuèi cïng mét l−îng giíi h¹n ε tÝnh b»ng %. Thêi gian håi ®¸p t−¬ng øng víi ε% x¸c ®Þnh kho¶ng thêi gian cÇn - 13-
- thiÕt ph¶i chê ®îi sau khi cã sù biÕn thiªn cña ®¹i l−îng ®o ®Ó lÊy gi¸ trÞ cña ®Çu ra víi ®é chÝnh x¸c ®Þnh tr−íc. Thêi gian håi ®¸p ®Æc tr−ng cho chÕ ®é qu¸ ®é cña c¶m biÕn vµ lµ hµm cña c¸c th«ng sè thêi gian x¸c ®Þnh chÕ ®é nµy. Trong tr−êng hîp sù thay ®æi cña ®¹i l−îng ®o cã d¹ng bËc thang, c¸c th«ng sè thêi gian gåm thêi gian trÔ khi t¨ng (tdm) vµ thêi gian t¨ng (tm) øng víi sù t¨ng ®ét ngét cña ®¹i l−îng ®o hoÆc thêi gian trÔ khi gi¶m (tdc) vµ thêi gian gi¶m (tc) øng víi sù gi¶m ®ét ngét cña ®¹i l−îng ®o. Kho¶ng thêi gian trÔ khi t¨ng tdm lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®¹i l−îng ®Çu ra t¨ng tõ gi¸ trÞ ban ®Çu cña nã ®Õn 10% cña biÕn thiªn tæng céng cña ®¹i l−îng nµy vµ kho¶ng thêi gian t¨ng tm lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®¹i l−îng ®Çu ra t¨ng tõ 10% ®Õn 90% biÕn thiªn biÕn thiªn tæng céng cña nã. m m0 t s s0 0,9 0,1 t tdm tm tdc tc H×nh 1.3 X¸c ®Þnh c¸c kho¶ng thêi gian ®Æc tr−ng cho chÕ ®é qu¸ ®é T−¬ng tù, khi ®¹i l−îng ®o gi¶m, thêi gian trÓ khi gi¶m tdc lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®¹i l−îng ®Çu ra gi¶m tõ gi¸ trÞ ban ®Çu cña nã ®Õn 10% biÕn thiªn tæng céng cña ®¹i l−îng nµy vµ kho¶ng thêi gian gi¶m tc lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®¹i l−îng ®Çu ra gi¶m tõ 10% ®Õn 90% biÕn thiªn biÕn thiªn tæng cæng cña nã. C¸c th«ng sè vÒ thêi gian tr, tdm, tm, tdc, tc cña c¶m biÕn cho phÐp ta ®¸nh gi¸ vÒ thêi gian håi ®¸p cña nã. 1.3.5. Giíi h¹n sö dông cña c¶m biÕn Trong qu¸ tr×nh sö dông, c¸c c¶m biÕn lu«n chÞu t¸c ®éng cña øng lùc c¬ häc, t¸c ®éng nhiÖt... Khi c¸c t¸c ®éng nµy v−ît qu¸ ng−ìng cho phÐp, chóng sÏ lµm thay ®æi ®Æc tr−ng lµm viÖc cña c¶m biÕn. Bëi vËy khi sö dông c¶m biÕn, ng−êi sö dông cÇn ph¶i biÕt râ c¸c giíi h¹n nµy. a) Vïng lµm viÖc danh ®Þnh - 14-
- Vïng lµm viÖc danh ®Þnh t−¬ng øng víi nh÷ng ®iÒu kiÖn sö dông b×nh th−êng cña c¶m biÕn. Giíi h¹n cña vïng lµ c¸c gi¸ trÞ ng−ìng mµ c¸c ®¹i l−îng ®o, c¸c ®¹i l−îng vËt lý cã liªn quan ®Õn ®¹i l−îng ®o hoÆc c¸c ®¹i l−îng ¶nh h−ëng cã thÓ th−êng xuyªn ®¹t tíi mµ kh«ng lµm thay ®æi c¸c ®Æc tr−ng lµm viÖc danh ®Þnh cña c¶m biÕn. b) Vïng kh«ng g©y nªn h− háng Vïng kh«ng g©y nªn h− háng lµ vïng mµ khi mµ c¸c ®¹i l−îng ®o hoÆc c¸c ®¹i l−îng vËt lý cã liªn quan vµ c¸c ®¹i l−îng ¶nh h−ëng v−ît qua ng−ìng cña vïng lµm viÖc danh ®Þnh nh−ng vÉn cßn n»m trong ph¹m vi kh«ng g©y nªn h− háng, c¸c ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn cã thÓ bÞ thay ®æi nh−ng nh÷ng thay ®æi nµy mang tÝnh thuËn nghÞch, tøc lµ khi trë vÒ vïng lµm viÖc danh ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn lÊy l¹i gi¸ trÞ ban ®Çu cña chóng. c) Vïng kh«ng ph¸ huû Vïng kh«ng ph¸ hñy lµ vïng mµ khi mµ c¸c ®¹i l−îng ®o hoÆc c¸c ®¹i l−îng vËt lý cã liªn quan vµ c¸c ®¹i l−îng ¶nh h−ëng v−ît qua ng−ìng cña vïng kh«ng g©y nªn h− háng nh−ng vÉn cßn n»m trong ph¹m vi kh«ng bÞ ph¸ hñy, c¸c ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn bÞ thay ®æi vµ nh÷ng thay ®æi nµy mang tÝnh kh«ng thuËn nghÞch, tøc lµ khi trë vÒ vïng lµm viÖc danh ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng cña c¶m biÕn kh«ng thÓ lÊy l¹i gi¸ trÞ ban ®Çu cña chóng. Trong tr−êng hîp nµy c¶m biÕn vÉn cßn sö dông ®−îc, nh−ng ph¶i tiÕn hµnh chuÈn l¹i c¶m biÕn. 1.4. Nguyªn lý chung chÕ t¹o c¶m biÕn C¸c c¶m biÕn ®−îc chÕ t¹o dùa trªn c¬ së c¸c hiÖn t−îng vËt lý vµ ®−îc ph©n lµm hai lo¹i: - C¶m biÕn tÝch cùc: lµ c¸c c¶m biÕn ho¹t ®éng nh− mét m¸y ph¸t, ®¸p øng (s) lµ ®iÖn tÝch, ®iÖn ¸p hay dßng. - C¶m biÕn thô ®éng: lµ c¸c c¶m biÕn ho¹t ®éng nh− mét trë kh¸ng trong ®ã ®¸p øng (s) lµ ®iÖn trë, ®é tù c¶m hoÆc ®iÖn dung. 1.4.1. Nguyªn lý chÕ t¹o c¸c c¶m biÕn tÝch cùc C¸c c¶m biÕn tÝch cùc ®−îc chÕ t¹o dùa trªn c¬ së øng dông c¸c hiÖu øng vËt lý biÕn ®æi mét d¹ng n¨ng l−îng nµo ®ã (nhiÖt, c¬ hoÆc bøc x¹) thµnh n¨ng l−îng ®iÖn. D−íi ®©y m« t¶ mét c¸ch kh¸i qu¸t øng dông mét sè hiÖu øng vËt lý khi chÕ t¹o c¶m biÕn. - 15-
- a) HiÖu øng nhiÖt ®iÖn Hai d©y dÉn (M1) vµ (M2) cã b¶n chÊt ho¸ häc kh¸c nhau ®−îc hµn l¹i víi nhau thµnh mét m¹ch ®iÖn kÝn, nÕu nhiÖt ®é ë hai mèi hµn lµ T1 vµ T2 kh¸c nhau, khi ®ã trong m¹ch xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng e(T1, T2) mµ ®é lín cña nã phô thuéc chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a T1 vµ T2. T1 (M2) (M1) e T1 T2 (M2) H×nh 1.4. S¬ ®å hiÖu øng nhiÖt ®iÖn. HiÖu øng nhiÖt ®iÖn ®−îc øng dông ®Ó ®o nhiÖt ®é T1 khi biÕt tr−íc nhiÖt ®é T2, th−êng chän T2 = 0oC. b) HiÖu øng ho¶ ®iÖn Mét sè tinh thÓ gäi lµ tinh thÓ ho¶ ®iÖn (vÝ dô tinh thÓ sulfate triglycine) cã tÝnh ph©n cùc ®iÖn tù ph¸t víi ®é ph©n cùc phô thuéc vµo nhiÖt ®é, lµm xuÊt hiÖn trªn c¸c mÆt ®èi diÖn cña chóng nh÷ng ®iÖn tÝch tr¸i dÊu. §é lín cña ®iÖn ¸p gi÷a hai mÆt phô thuéc vµo ®é ph©n cùc cña tinh thÓ ho¶ ®iÖn. Φ v Φ H×nh 1.5 øng dông hiÖu øng ho¶ ®iÖn HiÖu øng ho¶ ®iÖn ®−îc øng dông ®Ó ®o th«ng l−îng cña bøc x¹ ¸nh s¸ng. Khi ta chiÕu mét chïm ¸nh s¸ng vµo tinh thÓ ho¶ ®iÖn, tinh thÓ hÊp thô ¸nh s¸ng vµ nhiÖt ®é cña nã t¨ng lªn, lµm thay ®æi sù ph©n cùc ®iÖn cña tinh thÓ. §o ®iÖn ¸p V ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc th«ng l−îng ¸nh s¸ng Φ. c) HiÖu øng ¸p ®iÖn Mét sè vËt liÖu gäi chung lµ vËt liÖu ¸p ®iÖn (nh− th¹ch anh ch¼ng h¹n) khi bÞ biÕn d¹ng d−íc t¸c ®éng cña lùc c¬ häc, trªn c¸c mÆt ®èi diÖn cña tÊm vËt liÖu xuÊt - 16-
- hiÖn nh÷ng l−îng ®iÖn tÝch b»ng nhau nh−ng tr¸i dÊu, ®−îc gäi lµ hiÖu øng ¸p ®iÖn. §o V ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc c−êng ®é cña lùc t¸c dông F. F V F H×nh 1.6 øng dông hiÖu øng ¸p ®iÖn d) HiÖu øng c¶m øng ®iÖn tõ Khi mét d©y dÉn chuyÓn ®éng trong tõ tr−êng kh«ng ®æi, trong d©y dÉn xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng tû lÖ víi tõ th«ng c¾t ngang d©y trong mét ®¬n vÞ thêi gian, nghÜa lµ tû lÖ víi tèc ®é dÞch chuyÓn cña d©y. T−¬ng tù nh− vËy, trong mét khung d©y ®Æt trong tõ tr−êng cã tõ th«ng biÕn thiªn còng xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng tû lÖ víi tèc ®é biÕn thiªn cña tõ th«ng qua khung d©y. B Ω e Ω H×nh 1.7 øng dông hiÖu øng c¶m øng ®iÖn tõ HiÖu øng c¶m øng ®iÖn tõ ®−îc øng dông ®Ó x¸c ®Þnh tèc ®é dÞch chuyÓn cña vËt th«ng qua viÖc ®o suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng. e) HiÖu øng quang ®iÖn - HiÖu øng quang dÉn: (hay cßn gäi lµ hiÖu øng quang ®iÖn néi) lµ hiÖn t−îng gi¶i phãng ra c¸c h¹t dÉn tù do trong vËt liÖu (th−êng lµ b¸n dÉn) khi chiÕu vµo chóng mét bøc x¹ ¸nh s¸ng (hoÆc bøc x¹ ®iÖn tõ nãi chung) cã b−íc sãng nhá h¬n mét ng−ìng nhÊt ®Þnh. - HiÖu øng quang ph¸t x¹ ®iÖn tö: (hay cßn gäi lµ hiÖu øng quang ®iÖn ngoµi) lµ hiÖn t−îng c¸c ®iÖn tö ®−îc gi¶i phãng vµ tho¸t khái bÒ mÆt vËt liÖu t¹o thµnh dßng cã thÓ thu l¹i nhê t¸c dông cña ®iÖn tr−êng. g) HiÖu øng quang - ®iÖn - tõ Khi t¸c dông mét tõ tr−êng B vu«ng gãc víi bøc x¹ ¸nh s¸ng, trong vËt liÖu b¸n - 17-
- dÉn ®−îc chiÕu s¸ng sÏ xuÊt hiÖn mét hiÖu ®iÖn thÕ theo h−íng vu«ng gãc víi tõ tr−êng B vµ h−íng bøc x¹ ¸nh s¸ng. Φ V Φ B H×nh 1.8 øng dông hiÖu øng quang - ®iÖn - tõ h) HiÖu øng Hall Khi ®Æt mét tÊm máng vËt liÖu máng (th−êng lµ b¸n dÉn), trong ®ã cã dßng ®iÖn ch¹y qua, vµo trong mét tõ tr−êng B cã ph−¬ng t¹o víi dßng ®iÖn I trong tÊm mét gãc θ, sÏ xuÊt hiÖn mét hiÖu ®iÖn thÕ VH theo h−íng vu«ng gãc víi B vµ I. BiÓu thøc hiÖu ®iÖn thÕ cã d¹ng: VH = K H .I.B. sin θ Trong ®ã KH lµ hÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu vµ kÝch th−íc h×nh häc cña tÊm vËt liÖu. N X S B θ v X H×nh 1.9 øng dông hiÖu øng Hall HiÖu øng Hall ®−îc øng dông ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña mét vËt chuyÓn ®éng. VËt cÇn x¸c ®Þnh vÞ trÝ liªn kÕt c¬ häc víi thanh nam ch©m, ë mäi thêi ®iÓm, vÞ trÝ thanh nam ch©m x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña tõ tr−êng B vµ gãc θ t−¬ng øng víi tÊm b¸n dÉn máng lµm vËt trung gian. V× vËy, hiÖu ®iÖn thÕ VH ®o ®−îc gi÷a hai c¹nh tÊm b¸n dÉn lµ hµm phô thuéc vµo vÞ trÝ cña vËt trong kh«ng gian. - 18-
- 1.4.2. Nguyªn chÕ t¹o c¶m biÕn thô ®éng C¶m biÕn thô ®éng th−êng ®−îc chÕ t¹o tõ mét trë kh¸ng cã c¸c th«ng sè chñ yÕu nh¹y víi ®¹i l−îng cÇn ®o. Gi¸ trÞ cña trë kh¸ng phô thuéc kÝch th−íc h×nh häc, tÝnh chÊt ®iÖn cña vËt liÖu chÕ t¹o (nh− ®iÖn trë suÊt ρ, ®é tõ thÈm µ, h»ng sè ®iÖn m«i ε). V× vËy t¸c ®éng cña ®¹i l−îng ®o cã thÓ ¶nh h−ëng riªng biÖt ®Õn kÝch th−íc h×nh häc, tÝnh chÊt ®iÖn hoÆc ®ång thêi c¶ hai. Sù thay ®æi th«ng sè h×nh häc cña trë kh¸ng g©y ra do chuyÓn ®éng cña phÇn tö chuyÓn ®éng hoÆc phÇn tö biÕn d¹ng cña c¶m biÕn. Trong c¸c c¶m biÕn cã phÇn tö chuyÓn ®éng, mçi vÞ trÝ cña phÇn tö ®éng sÏ øng víi mét gi¸ trÞ x¸c ®Þnh cña trë kh¸ng, cho nªn ®o trë kh¸ng cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ cña ®èi t−îng. Trong c¶m biÕn cã phÇn tö biÕn d¹ng, sù biÕn d¹ng cña phÇn tö biÕn d¹ng d−íi t¸c ®éng cña ®¹i l−îng ®o (lùc hoÆc c¸c ®¹i l−îng g©y ra lùc) g©y ra sù thay ®æi cña trë kh¸ng cña c¶m biÕn. Sù thay ®æi trë kh¸ng do biÕn d¹ng liªn quan ®Õn lùc t¸c ®éng, do ®ã liªn quan ®Õn ®¹i l−îng cÇn ®o. X¸c ®Þnh trë kh¸ng ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc ®¹i l−îng cÇn ®o. Sù thay ®æi tÝnh chÊt ®iÖn cña c¶m biÕn phô thuéc vµo b¶n chÊt vËt liÖu chÕ t¹o trë kh¸ng vµ yÕu tè t¸c ®éng (nhiÖt ®é, ®é chiÕu s¸ng, ¸p suÊt, ®é Èm ...). §Ó chÕ t¹o c¶m biÕn, ng−êi ta chän sao cho tÝnh chÊt ®iÖn cña nã chØ nh¹y víi mét trong c¸c ®¹i l−îng vËt lý trªn, ¶nh h−ëng cña c¸c ®¹i l−îng kh¸c lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Khi ®ã cã thÓ thiÕt lËp ®−îc sù phô thuéc ®¬n trÞ gi÷a gi¸ trÞ ®¹i l−îng cÇn ®o vµ gi¸ trÞ trë kh¸ng cña c¶m biÕn. Trªn b¶ng 1.1 giíi thiÖu c¸c ®¹i l−îng cÇn ®o cã kh¶ n¨ng lµm thay ®æi tÝnh chÊt ®iÖn cña vËt liÖu sö dông chÕ t¹o c¶m biÕn. B¶ng 1.1 §¹i l−îng cÇn ®o §Æc tr−ng nh¹y c¶m Lo¹i vËt liÖu sö dông ρ Kim lo¹i (Pt, Ni, Cu) NhiÖt ®é B¸n dÉn Bøc x¹ ¸nh s¸ng ρ B¸n dÉn ρ Hîp kim Ni, Si pha t¹p BiÕn d¹ng Hîp kim s¾t tõ Tõ thÈm (µ) VÞ trÝ (nam ch©m) ρ VËt liÖu tõ ®iÖn trë:Bi, InSb - 19-
- 1.5. M¹ch ®o 1.5.1. S¬ ®å m¹ch ®o M¹ch ®o bao gåm toµn bé thiÕt bÞ ®o (trong ®ã cã c¶m biÕn) cho phÐp x¸c ®Þnh chÝnh x¸c gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng cÇn ®o trong nh÷ng ®iÒu kiÖn tèt nhÊt cã thÓ. ë ®Çu vµo cña m¹ch, c¶m biÕn chÞu t¸c ®éng cña ®¹i l−îng cÇn ®o g©y nªn tÝn hiÖu ®iÖn mang theo th«ng tin vÒ ®¹i cÇn ®o. ë ®Çu ra cña m¹ch, tÝn hiÖu ®iÖn ®· qua xö lý ®−îc chuyÓn ®æi sang d¹ng cã thÓ ®äc ®−îc trùc tiÕp gi¸ trÞ cÇn t×m cña ®¹i l−îng ®o. ViÖc chuÈn hÖ ®o ®¶m b¶o cho mçi gi¸ trÞ cña chØ thÞ ®Çu ra t−¬ng øng víi mét gi¸ trÞ cña ®¹i l−îng ®o t¸c ®éng ë ®Çu vµo cña m¹ch. D¹ng ®¬n gi¶n cña m¹ch ®o gåm mét c¶m biÕn, bé phËn biÕn ®æi tÝn hiÖu vµ thiÕt bÞ chØ thÞ, vÝ dô m¹ch ®o nhiÖt ®é gåm mét cÆp nhiÖt ghÐp nèi trùc tiÕp víi mét miliv«n kÕ. µV H×nh 1.10 S¬ ®å m¹ch ®o nhiÖt ®é b»ng cÆp nhiÖt FC (1) M¸y in D PC (5) ADC CPU (2) (4) (6) (7) Mµn PA h×nh (3) H×nh 1.11 M¹ch ®o ®iÖn thÕ bÒ mÆt 1) M¸y ph¸t chøc n¨ng 2) C¶m biÕn ®iÖn tÝch 3) TiÒn khuÕch ®¹i 4) So pha läc nhiÔu 5) KhuÕch ®¹i 6) ChuyÓn ®æi t−¬ng tù sè 7) M¸y tÝnh Trªn thùc tÕ, do c¸c yªu cÇu kh¸c nhau khi ®o, m¹ch ®o th−êng gåm nhiÒu thµnh phÇn trong ®ã cã c¸c khèi ®Ó tèi −u ho¸ viÖc thu thËp vµ xö lý d÷ liÖu, ch¼ng h¹n m¹ch tuyÕn tÝnh ho¸ tÝn hiÖu nhËn tõ c¶m biÕn, m¹ch khö ®iÖn dung ký sinh, - 20-
- c¸c bé chuyÓn ®æi nhiÒu kªnh, bé khuÕch ®¹i, bé so pha läc nhiÔu, bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù - sè, bé vi xö lý, c¸c thiÕt bÞ hç trî... Trªn h×nh 1.11 biÓu diÔn s¬ ®å khèi mét m¹ch ®iÖn ®o ®iÖn thÕ trªn bÒ mÆt mµng nh¹y quang ®−îc l¾p r¸p tõ nhiÒu phÇn tö 1.5.2. Mét sè phÇn tö c¬ b¶n cña m¹ch ®o a) Bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n (K§TT) Bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n m¹ch tÝch hîp lµ bé khuÕch ®¹i dßng mét chiÒu cã hai ®Çu vµo vµ mét ®Çu ra chung, th−êng gåm hµng tr¨m tranzito vµ c¸c ®iÖn trë, tô ®iÖn ghÐp nèi víi nhau. S¬ ®å bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n biÓu diÔn trªn h×nh 1.12. − Ura K + Ura = K.Uvµo H×nh 1.12 S¬ ®å bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n C¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n: - Bé khuÕch ®¹i cã hai ®Çu vµo: mét ®Çu ®¶o (-), mét ®Çu kh«ng ®¶o (+). - §iÖn trë vµo rÊt lín, cì hµng tr¨m MΩ ®Õn GΩ. - §iÖn trë ra rÊt nhá, cì phÇn chôc Ω. - §iÖn ¸p lÖch ®Çu vµo rÊt nhá, cì vµi nV. - HÖ sè khuÕch ®¹i hë m¹ch rÊt lín, cì 100.000. - D¶i tÇn lµm viÖc réng. - HÖ sè suy gi¶m theo c¸ch nèi chung CMRR lµ tû sè hÖ sè khuÕch ®¹i cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®èi víi c¸c tÝn hiÖu sai lÖch vµ hÖ sè khuÕch ®¹i theo c¸ch nèi chung cña cïng bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n. Th«ng th−êng CMRR vµo kho¶ng 90 dB. - Tèc ®é t¨ng h¹n chÕ sù biÕn thiªn cùc ®¹i cña ®iÖn ¸p tÝnh b»ng V/µs. b) Bé khuÕch ®¹i ®o l−êng IA Bé khuÕch ®¹i ®o l−êng IA cã hai ®Çu vµo vµ mét ®Çu ra. TÝn hiÖu ®Çu ra tû lÖ víi hiÖu cña hai ®iÖn ¸p ®Çu vµo: U ra = A(U + − U − ) = A∆U - 21-
- U1 R2 10k R3 10k − + − R 10k U3 Ra − 1k + §Çu ra R − 10k R2 10k + + R3 U2 190k H×nh 1.13 S¬ ®å bé khuÕch ®¹i ®o l−êng gåm ba K§TT ghÐp nèi ®iÖn trë §Çu vµo vi sai ®ãng vai trß rÊt quan träng trong viÖc khö nhiÔu ë chÕ ®é chung vµ t¨ng ®iÖn trë vµo cña K§TT. §iÖn ¸p trªn Ra ph¶i b»ng ®iÖn ¸p vi sai ®Çu vµo ∆U ∆U vµ t¹o nªn dßng ®iÖn i = . C¸c ®iÖn ¸p ra tõ K§TT U1 vµ U2 ph¶i b»ng nhau vÒ Ra biªn ®é nh−ng ng−îc pha. §iÖn ¸p U3 cña tÇng thø hai biÕn ®æi ®Çu ra vi sai thµnh ®Çu ra ®¬n cùc. HÖ sè khuÕch ®¹i tæng cña IA b»ng: ⎛ 2R ⎞ R 3 A = ⎜1 + ⎜ R ⎟R ⎟ ⎝ a ⎠ 1 c) Khö ®iÖn ¸p lÖch §èi víi mét bé khuÕch K§TT lý t−ëng khi hë m¹ch ph¶i cã ®iÖn ¸p ra b»ng kh«ng khi hai ®Çu vµo nèi m¸t. Thùc tÕ v× c¸c ®iÖn ¸p bªn trong nªn t¹o ra mét ®iÖn ¸p nhá (®iÖn ¸p ph©n cùc) ë ®Çu vµo K§TT cì vµi mV, nh−ng khi sö dông m¹ch kÝn ®iÖn ¸p nµy ®−îc khuÕch ®¹i vµ t¹o nªn ®iÖn ¸p kh¸ lín ë ®Çu ra. §Ó khö ®iÖn ¸p lÖch cã thÓ sö dông s¬ ®å h×nh 1.14, b»ng c¸ch ®iÒu chØnh biÕn trë R3. + 9V 7 2 + 714 6 3 − R2 4 1 100k 5 - 9V R3 10k §Çu ra R1 §Çu vµo 1,01k H×nh 1.14 S¬ ®å m¹ch khö ®iÖn ¸p lÖch - 22-
- d) M¹ch lÆp l¹i ®iÖn ¸p §Ó lÆp l¹i ®iÖn ¸p chÝnh x¸c, ng−êi ta sö dông bé K§TT lµm viÖc ë chÕ ®é kh«ng ®¶o víi hÖ sè khuÕch ®¹i b»ng 1 s¬ ®å nh− h×nh 1.15. + 9V 7 2 − 714 6 3 + 4 - 9V §Çu vµo §Çu ra H×nh 1.15 S¬ ®å m¹ch lÆp ®iÖn ¸p Trong bé lÆp ®iÖn ¸p, cùc d−¬ng cña K§TT ®−îc nèi trùc tiÕp víi tÝn hiÖu vµo, cßn cùc ©m ®−îc nèi trùc tiÕp víi ®Çu ra, t¹o nªn ®iÖn ¸p ph¶n håi 100% do ®ã hÖ sè khuÕch ®¹i b»ng 1. M¹ch lÆp ®iÖn ¸p cã chøc n¨ng t¨ng ®iÖn trë ®Çu vµo, do vËy th−êng dïng ®Ó nèi gi÷a hai kh©u trong m¹ch ®o. e) M¹ch cÇu CÇu Wheatstone th−êng ®−îc sö dông trong c¸c m¹ch ®o nhiÖt ®é, lùc, ¸p suÊt, tõ tr−êng... CÇu gåm bèn ®iÖn trë R1, R2, R3 cè ®Þnh vµ R4 thay ®æi (m¾c nh− h×nh 1.16) ho¹t ®éng nh− cÇu kh«ng c©n b»ng dùa trªn viÖc ph¸t hiÖn ®iÖn ¸p qua ®−êng chÐo cña cÇu. R1 R3 U Vra + R2 − R4 = R(1+∆) H×nh 1.15 S¬ ®å m¹ch cÇu Trong m¹ch cÇu, ®iÖn ¸p ra lµ hµm phi tuyÕn nh−ng ®èi víi biÕn ®æi nhá (∆> R2 hoÆc R2 >> R1 ®iÖn ¸p ra cña cÇu gi¶m. §Æt K = R1/R2 ®é nh¹y cña cÇu lµ: U K α= . R (1 + k )2 - 23-
- - 24-
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Mastercam phần mềm thiết kế công nghệ CAD-CAM điều khiển máy CNC
366 p |
543 |
306
-
GIÁO TRÌNH CAD – CAM CNC CĂN BẢN - CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM - CNC
28 p |
537 |
269
-
Xu hướng phát triển và ứng dụng của cảm biến quán tính vi cơ điện ( con quay, gia tốc kế)
8 p |
570 |
155
-
Cảm biến oxy
3 p |
405 |
140
-
ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 1
7 p |
316 |
130
-
GiáoTrình Công Nghệ GCAL_Chương 1: Kiến thức cơ sở về biến dạng dẻo
0 p |
211 |
130
-
ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 3
7 p |
177 |
84
-
Giáo trình Công nghệ ô tô: Phần nhiên liệu (dùng cho trình độ trung cấp nghề và cao đẳng nghề) (Phần 2) - NXB Lao động
102 p |
125 |
82
-
ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 9
11 p |
142 |
60
-
Cảm biến công nghiệp P4
19 p |
131 |
59
-
ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 5
12 p |
109 |
39
-
Cảm biến công nghiệp P9
13 p |
97 |
37
-
Bài giảng công nghệ CAD/CAM - part 1
11 p |
125 |
31
-
Cảm biến công nghệ P2
25 p |
59 |
29
-
Cảm biến công nghệ P3
23 p |
91 |
27
-
Cảm biến công nghiệp P8
16 p |
87 |
21
-
Bài giảng Công nghệ đóng mới tàu biển
37 p |
36 |
15

Server: Apache/2.2.31 (CentOS)

Set-Cookie: TLDEVNamespace=in6jh8ned2akd4ur1bpu40a2o5; path=/; domain=.tailieu.vn; HttpOnly


text:
Công văn 1216/TTg-KTTH của Thủ tướng Chính phủ
Chia sẻ: Thanh Hoang Dung Dung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:1
40
lượt xem 1
download
lượt xem 1
download
Công văn 1216/TTg-KTTH của Thủ tướng Chính phủ
Mô tả tài liệu
Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Công văn 1216/TTg-KTTH của Thủ tướng Chính phủ về việc vốn đầu tư công trình thủy lợi vừa và nhỏ các tỉnh Tây Nguyên
Chủ đề:
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

markdown:
# Công văn 1216/TTg-KTTH của Thủ tướng Chính phủ
Chia sẻ: Thanh Hoang Dung Dung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:1
40
lượt xem 1
download
lượt xem 1
download
![](http://image.tlvnimg.com/document/thumbnail/2009/20090819/thienthan/80x100/07203368.jpg)
##
Công văn 1216/TTg-KTTH của Thủ tướng Chính phủ
Mô tả tài liệu
[Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ](javascript:void(0);)
Download
![](http://static.tlvnimg.com/b2013az/templates/version1/default/images/down16x21.png)
Công văn 1216/TTg-KTTH của Thủ tướng Chính phủ về việc vốn đầu tư công trình thủy lợi vừa và nhỏ các tỉnh Tây Nguyên
Chủ đề:
Bình luận(0)
[Đăng nhập để gửi bình luận!](javascript:void(0);)
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

WARC-Type: response

Content-Type: application/http; msgtype=response

WARC-Identified-Payload-Type: application/xhtml+xml

Connection: close

Pragma: no-cache

Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0

Set-Cookie: TLDEVNamespace=qh87k5h623go99gfbig581ac56; path=/; domain=.tailieu.vn; HttpOnly

Vary: Accept-Encoding

Content-Type: text/html; charset=UTF-8


text:
Công văn 2567/LĐBTXH-LĐTL của Bộ Lao đông, Thương binh và Xã hội
Chia sẻ: Hoang Chau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:1
94
lượt xem 4
download
lượt xem 4
download
Công văn 2567/LĐBTXH-LĐTL của Bộ Lao đông, Thương binh và Xã hội
Mô tả tài liệu
Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Công văn 2567/LĐBTXH-LĐTL của Bộ Lao đông, Thương binh và Xã hội về việc xét nâng ngạch không qua thi đối với cán bộ, viên chức đã có thông báo nghỉ hưu
Chủ đề:
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

markdown:
# Công văn 2567/LĐBTXH-LĐTL của Bộ Lao đông, Thương binh và Xã hội
Chia sẻ: Hoang Chau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:1
94
lượt xem 4
download
lượt xem 4
download
![](http://image.tlvnimg.com/document/thumbnail/2009/20090819/hoangchau/80x100/08307788.jpg)
##
Công văn 2567/LĐBTXH-LĐTL của Bộ Lao đông, Thương binh và Xã hội
Mô tả tài liệu
[Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ](javascript:void(0);)
Download
![](http://static.tlvnimg.com/b2013az/templates/version1/default/images/down16x21.png)
Công văn 2567/LĐBTXH-LĐTL của Bộ Lao đông, Thương binh và Xã hội về việc xét nâng ngạch không qua thi đối với cán bộ, viên chức đã có thông báo nghỉ hưu
Chủ đề:
Bình luận(0)
[Đăng nhập để gửi bình luận!](javascript:void(0);)
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Set-Cookie: TLDEVNamespace=l2vr78rt91hqdf8i4sppjmior3; path=/; domain=.tailieu.vn; HttpOnly


text:
DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền
Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21
lượt xem 201
download
DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền
Tham khảo tài liệu 'dns: domain name system hệ thống tên miền', công nghệ thông tin, quản trị mạng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền
- DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền DNS là một hệ thống được sử dụng trên Internet để dịch tên của các miền và các nút mạng được quảng cáo công cộng của chúng thành các địa chỉ IP. Một miền là một nhóm các máy tính được kết hợp với nhau bởi vị trí địa lý hay loại công việc/kinh doanh của chúng. Hệ thống tên miền được thiết lập theo một hệ thống phân cấp, tạo ra các DNS server ở các cấp độ khác nhau. Ví dụ: http://www.ntu.edu.vn/cntt/ DNS 1-1
- DNS: Hệ thống tên miền Người: nhiều định danh: Domain Name System: CMND, tên, số hộ chiếu cơ sở dữ liệu phân tán được cài Internet hosts, routers: đặt dựa trên hệ thống phân cấp Địa chỉ IP (32 bits) – của nhiều name servers được sử dụng để đánh địa giao thức ở tầng ứng dụng để cho chỉ cho các gói dữ liệu các host, routers, name servers “tên”, ví dụ, giao tiếp để phân giải names (dịch ww.yahoo.com – được sử địa chỉ/tên) dụng bởi con người lưu ý: một chức năng cốt lõi của Q: ánh xạ giữa địa chỉ IP và Internet, được cài đặt như là tên? giao thức tầng ứng dụng độ phức tạp tại “biên” của mạng DNS 1-2
- DNS Các dịch vụ của DNS Tại sao không tập trung Dich tên của trạm DNS? thành địa chỉ hư hỏng tại một điểm đơn Bí danh (aliasing) cho khối lượng lưu lượng trạm cơ sở dữ liệu tập trung ở các tên chuẩn xa (canonical) và bí danh vấn đề duy trì Bí danh cho mail server không mở rộng được! Phân phối tải các Web servers bản sao: tập các địa chỉ IP cho một tên chuẩn/tên thật (canonical name) DNS 1-3
- Cơ sở dữ liệu phân cấp, phân tán Root DNS Servers com DNS servers org DNS servers edu DNS servers pbs.org poly.edu umass.edu yahoo.com amazon.com DNS servers DNS serversDNS servers DNS servers DNS servers Client muốn địa chỉ IP của www.amazon.com: Client truy vấn một máy chủ gốc (root server) để tìm com DNS server Client truy vấn com DNS server để có được amazon.com DNS server Client truy vấn amazon.com DNS server để có được địa chỉ IP của www.amazon.com DNS 1-4
- DNS: Các máy chủ tên gốc (root name servers) được liên hệ bởi máy chủ tên cục bộ (local name server) khi nó không thể phân giải tên máy chủ gốc có thể hoạt động như sau: liên hệ với máy chủ tên có thẩm quyền (authoritative name server) nếu ánh xạ tên không được biết đến lấy ánh xạ tên trả lại ánh xạ tên cho máy chủ tên cục bộ Nhận xét? a Verisign, Dulles, VA c Cogent, Herndon, VA (also Los Angeles) d U Maryland College Park, MD k RIPE London (also Amsterdam, Frankfurt) g US DoD Vienna, VA h ARL Aberdeen, MD i Autonomica, Stockholm (plus 3 other j Verisign, ( 11 locations) locations) m WIDE Tokyo 13 máy chủ tên e NASA Mt View, CA f Internet Software C. Palo Alto, CA gốc trên thế giới (and 17 other locations) b USC-ISI Marina del Rey, CA l ICANN Los Angeles, CA DNS 1-5
- TLD và Authoritative Servers Top-level domain (TLD) servers: chịu trách nhiệm cho các tên miền com, org, net, edu, vv…, và tất cả các tên miền quốc gia cấp cao nhất như vn, kr, uk, fr, ca, jp. Network solutions duy trì các máy chủ tên cho com TLD Educause cho edu TLD Authoritative DNS servers: các máy chủ DNS của các tổ chức, cung cấp sự ánh xạ theo thẩm quyền giữa tên trạm và địa chỉ IP cho các máy chủ của tổ chức (vd, Web và mail server). Có thể được duy trì bởi tổ chức hoặc nhà cung cấp dịch vụ DNS 1-6
- Máy chủ tên cục bộ (Local Name Server) Không hoàn toàn thuộc về hệ thống phân cấp Mỗi ISP (ISP cấp địa phương, công ty, trường đại học…) có một máy chủ tên cục bộ. Còn được gọi là “default name server” Khi một trạm thực hiện một truy vấn DNS, truy vấn đó sẽ được gởi đến máy chủ tên cục bộ của nó Đóng vai trò như là một proxy (ủy quyền), chuyển tiếp truy vấn đến hệ thống phân cấp. DNS 1-7
- DNS: System .. com com edu edu gov gov vn vn fr fr uk uk vnn vnn com com edu edu gov gov DNS 1-8
- Phân giải tên http://www.microsoft.com/technet/itsolutions/network/evaluate/technol/tcpipfund/tcpipfund_ch08.m spx Resolver/Thiết bị giải Các chương trình DNS client được dùng để tra cứu thông tin tên DNS. Name Resolution/Phân giải tên Hai loại truy vấn mà một thiết bị giải tên DNS ( một DNS client hay một DNS server khác) có thể sử dụng để truy vấn một DNS server: Recursive queries/Các truy vấn đệ quy Trong một truy vấn đệ quy, name server bị truy vấn được yêu cầu trả lời với dữ liệu được yêu cầu hoặc với một lỗi nói về dữ liệu của loại được yêu cầu hoặc tên miền được chỉ định là không tồn tại. Name server không thể chỉ chuyển DNS resolver đến một name server khác. Một DNS client thường gởi loại truy vấn này. Iterative queries/Truy vấn lặp lại Trong một iterative query, name server bị truy vấn có thể trả lại câu trả lời tốt nhất mà hiện tại nó có cho DNS resolver. Câu trả lời tốt nhất có thể là tên được phân giải hoặc một sự chuyển đến name server khác mà nó gần hơn để đáp ứng yêu cầu gốc của DNS client. DNS servers thường gởi iterative queries để truy vấn các DNS servers khác. DNS 1-9
- Các loại truy vấn root DNS server truy vấn đệ quy: 2 3 đặt gánh nặng phân giải tên lên máy chủ 7 6 tên được liên hệ TLD DNS serve tải nặng? truy vấn lặp lại: local DNS server 4 dns.poly.edu 5 máy chủ được liên hệ trả lời với tên của 1 8 máy chủ khác để liên hệ authoritative DNS server “tôi không biết tên dns.cs.umass.edu requesting host đó, nhưng hỏi máy chủ cis.poly.edu này” gaia.cs.umass.edu DNS 1-10
- Ví dụ về phân giải tên DNS 1 Để thấy được các truy vấn đệ quy và truy vấn lặp lại được sử dụng như thế nào trong các phân giải tên DNS phổ biến, xem xét một máy tính chạy hệ điều hành Microsoft Windows® XP hoặc Windows Server 2003 được kết nối vào Internet. Một người sử dụng gõ http://www.example.com trong trường địa chỉ/Address của trình duyệt Internet explorer. Khi người sử dụng nhấn phím ENTER, trình duyệt thực hiện một lời gọi hàm Windows Sockets, hoặc là gethostbyname() hay getaddrinfo(), để phân giải tên www.example.com thành địa chỉ IP. Về phần DNS của tiến trình phân giải tên trong Windows, những bước sau diễn ra: DNS 1-11
- Ví dụ về phân giải 2 2 tên DNS 1 1.DNS resolver trên DNS client gởi một recursive query đến DNS server đã được cấu hình trước của nó, yêu cầu địa chỉ IP cho tên tương ứng "www.example.com". DNS server của client đó chịu trách nhiệm phân giải tên và không thể chuyển DNS client đó đến một DNS server khác. 2.DNS server nhận được recursive query ban đầu đó kiểm tra vùng/zone của nó và không tìm thấy vùng tương ứng với tên miền được yêu cầu; DNS server này không phải DNS có thẩm quyền/authoritative cho miền example.com. Bởi vì DNS server này không có thông tin về địa chỉ iP của các DNS servers là thẩm quyền example.com. hay com., nó gởi một iterative query cho DNS 1-12 www.example.com. đến một máy chủ tên gốc/root name server.
- Ví dụ về phân giải tên DNS 3 4 4 3.Máy chủ tên gốc có thẩm quyền cho miền gốc và có thông tin về các máy chủ tên là thẩm quyền của của cho các tên miền cấp đỉnh/top-level domain names. Nó không có thẩm quyền cho tên miền example.com. . Do đó, root name server này trả lời với địa chỉ IP của một máy chủ tên cho top-level domain com.. 4.DNS server của DNS client đó gởi một iterative query cho www.example.com. đến máy chủ tên là thẩm quyền cho top-level domain com.. DNS 1-13
- Ví dụ về phân giải tên DNS 5 6 6 5. com. name server là thẩm quyền cho miền com. và có thông tin về các địa chỉ IP của các máy chủ tên là thẩm quyền cho các tên miền cấp hai/second-level domain names của miền com. . Nó không là thẩm quyền cho miền example.com.. Do đó, com. name server trả lời với địa chỉ IP của máy chủ tên là thẩm quyền cho miền example.com.. 6.DNS server của DNS gởi một iterative query cho www.example.com. đến máy chủ tên là thẩm quyền của miền example.com.. DNS 1-14
- Ví dụ về phân giải tên DNS 8 7 7 7. example.com. name server trả lời với địa chỉ IP tương ứng với tên miền tiêu chuẩn đầy đủ/FullyQualifiedDomainName www.example.com. 8.DNS server gởi địa chỉ IP của www.example.com cho DNS client. DNS 1-15
- DNS: Resolve www.yahoo.com Request Request .. Reply Reply vn vn Address Address com com of com of com server of server Address of Address yahoo.com yahoo.com vnn vnn server server yahoo yahoo Address of Address of www.yahoo.com Address of Address of www.yahoo.com www.yahoo.com www.yahoo.com DNS 1-16
- DNS: cất trữ (caching) và cập nhật các bản ghi mỗi khi name server học một ánh xạ, nó cất trữ (caches) ánh xạ đó các mục được cache sẽ hết hiệu lực (biến mất) sau một khoảng thời gian nào đó: trạng thái mềm các TLD servers thường được cache trong các local name servers • do đó các root name servers thường ít bị đến thăm các cơ chế cập nhật/thông báo được thực hiện theo sự chỉ định của IETF RFC 2136 http://www.ietf.org/html.charters/dnsind-charter.html DNS 1-17
- Các bản ghi DNS DNS: cơ sở dữ liệu phân tán lưu giữ các bản ghi tài nguyên - resource records- (RR) khuôn dạng RR: (name, value, type, ttl) Type=A Type=CNAME name là tên trạm name là tên bí danh cho một value là địa chỉ IP số tên “chuẩn” (“canonical” – tên thật) Type=NS name là miền (ví dụ foo.com) www.ibm.com thật ra là value là tên trạm của máy servereast.backup2.ibm.com chủ tên có thẩm quyền (authoritative name server) value là tên thật của tên miền đó Type=MX value là tên của mailserver được kết hợp với name DNS 1-18
- Giao thức DNS, các thông điệp Giao thức DNS: các thông điệp request và reply, cả hai dạng có cùng khuôn dạng thông điệp phần đầu của thông điệp identification: số 16 bits định danh cho query, reply cho query này sử dụng cùng số flags: query hay reply đệ quy được đề nghị đệ quy sẵn có reply là chính thức (có thẩm quyền) DNS 1-19
- Giao thức DNS, các thông điệp Các trường name, type cho một query RRs trong phần trả lời cho một query records cho các máy chủ có thẩm quyền Các thông tin “hữu ích” khác có thể được sử dụng DNS 1-20
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Định nghĩa DNS ( Domain Name System )
18 p | 397 | 169
-
DNS là gì, sử dụng thế nào?
6 p | 408 | 141
-
Giới thiệu về hê thống tên miền DNS I
16 p | 201 | 114
-
Hệ thống tên miền DNS
62 p | 191 | 102
-
DNS (Domain Name System) làm việc như thế nào
2 p | 173 | 95
-
Ebook Hướng dẫn cài đặt máy chủ DNS - KS. Phạm Việt Anh
104 p | 78 | 47
-
Chương 2b: Hệ thống tên miền
45 p | 86 | 34
-
Chương 1: Giới thiệu về hê thống tên miền DNS
16 p | 104 | 25
-
Mạng cơ bản - Chương 5
22 p | 70 | 17
-
Bài giảng Dịch vụ mạng: Chương 1 - Domain Name System
17 p | 55 | 16
-
Hệ thống tên miền(DNS)
6 p | 64 | 11
-
Address Conversion Functions and The Domain Name System Refs
37 p | 71 | 11
-
Bài giảng Mạng máy tính: Chương 8 - CĐ CNTT Hữu nghị Việt Hàn
56 p | 39 | 7
-
Bài giảng Mạng máy tính nâng cao - Chương 7: Hệ thống tên miền
24 p | 7 | 5
-
Bài giảng Mạng máy tính: Hệ thống tên miền - Phạm Văn Nam
21 p | 14 | 3
-
Bài giảng Mạng máy tính: Chương 6 - Nguyễn Cao Đạt
26 p | 12 | 3
-
Bài giảng Dịch vụ tên miền
31 p | 17 | 2

markdown:
# DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền
Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21
lượt xem 201
download
![](http://image.tlvnimg.com/document/thumbnail/2010/20100504/nuoiheocuoivo/80x100/cns_howdnswork_9123.jpg)
##
DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền
[Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ](javascript:void(0);)
Download
![](http://static.tlvnimg.com/b2013az/templates/version1/default/images/down16x21.png)
Tham khảo tài liệu 'dns: domain name system hệ thống tên miền', công nghệ thông tin, quản trị mạng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Bình luận(0)
[Đăng nhập để gửi bình luận!](javascript:void(0);)
##
Nội dung Text: DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền
- DNS: Domain Name System Hệ thống tên miền DNS là một hệ thống được sử dụng trên Internet để dịch tên của các miền và các nút mạng được quảng cáo công cộng của chúng thành các địa chỉ IP. Một miền là một nhóm các máy tính được kết hợp với nhau bởi vị trí địa lý hay loại công việc/kinh doanh của chúng. Hệ thống tên miền được thiết lập theo một hệ thống phân cấp, tạo ra các DNS server ở các cấp độ khác nhau. Ví dụ: http://www.ntu.edu.vn/cntt/ DNS 1-1
- DNS: Hệ thống tên miền Người: nhiều định danh: Domain Name System: CMND, tên, số hộ chiếu cơ sở dữ liệu phân tán được cài Internet hosts, routers: đặt dựa trên hệ thống phân cấp Địa chỉ IP (32 bits) – của nhiều name servers được sử dụng để đánh địa giao thức ở tầng ứng dụng để cho chỉ cho các gói dữ liệu các host, routers, name servers “tên”, ví dụ, giao tiếp để phân giải names (dịch ww.yahoo.com – được sử địa chỉ/tên) dụng bởi con người lưu ý: một chức năng cốt lõi của Q: ánh xạ giữa địa chỉ IP và Internet, được cài đặt như là tên? giao thức tầng ứng dụng độ phức tạp tại “biên” của mạng DNS 1-2
- DNS Các dịch vụ của DNS Tại sao không tập trung Dich tên của trạm DNS? thành địa chỉ hư hỏng tại một điểm đơn Bí danh (aliasing) cho khối lượng lưu lượng trạm cơ sở dữ liệu tập trung ở các tên chuẩn xa (canonical) và bí danh vấn đề duy trì Bí danh cho mail server không mở rộng được! Phân phối tải các Web servers bản sao: tập các địa chỉ IP cho một tên chuẩn/tên thật (canonical name) DNS 1-3
- Cơ sở dữ liệu phân cấp, phân tán Root DNS Servers com DNS servers org DNS servers edu DNS servers pbs.org poly.edu umass.edu yahoo.com amazon.com DNS servers DNS serversDNS servers DNS servers DNS servers Client muốn địa chỉ IP của www.amazon.com: Client truy vấn một máy chủ gốc (root server) để tìm com DNS server Client truy vấn com DNS server để có được amazon.com DNS server Client truy vấn amazon.com DNS server để có được địa chỉ IP của www.amazon.com DNS 1-4
- DNS: Các máy chủ tên gốc (root name servers) được liên hệ bởi máy chủ tên cục bộ (local name server) khi nó không thể phân giải tên máy chủ gốc có thể hoạt động như sau: liên hệ với máy chủ tên có thẩm quyền (authoritative name server) nếu ánh xạ tên không được biết đến lấy ánh xạ tên trả lại ánh xạ tên cho máy chủ tên cục bộ Nhận xét? a Verisign, Dulles, VA c Cogent, Herndon, VA (also Los Angeles) d U Maryland College Park, MD k RIPE London (also Amsterdam, Frankfurt) g US DoD Vienna, VA h ARL Aberdeen, MD i Autonomica, Stockholm (plus 3 other j Verisign, ( 11 locations) locations) m WIDE Tokyo 13 máy chủ tên e NASA Mt View, CA f Internet Software C. Palo Alto, CA gốc trên thế giới (and 17 other locations) b USC-ISI Marina del Rey, CA l ICANN Los Angeles, CA DNS 1-5
- TLD và Authoritative Servers Top-level domain (TLD) servers: chịu trách nhiệm cho các tên miền com, org, net, edu, vv…, và tất cả các tên miền quốc gia cấp cao nhất như vn, kr, uk, fr, ca, jp. Network solutions duy trì các máy chủ tên cho com TLD Educause cho edu TLD Authoritative DNS servers: các máy chủ DNS của các tổ chức, cung cấp sự ánh xạ theo thẩm quyền giữa tên trạm và địa chỉ IP cho các máy chủ của tổ chức (vd, Web và mail server). Có thể được duy trì bởi tổ chức hoặc nhà cung cấp dịch vụ DNS 1-6
- Máy chủ tên cục bộ (Local Name Server) Không hoàn toàn thuộc về hệ thống phân cấp Mỗi ISP (ISP cấp địa phương, công ty, trường đại học…) có một máy chủ tên cục bộ. Còn được gọi là “default name server” Khi một trạm thực hiện một truy vấn DNS, truy vấn đó sẽ được gởi đến máy chủ tên cục bộ của nó Đóng vai trò như là một proxy (ủy quyền), chuyển tiếp truy vấn đến hệ thống phân cấp. DNS 1-7
- DNS: System .. com com edu edu gov gov vn vn fr fr uk uk vnn vnn com com edu edu gov gov DNS 1-8
- Phân giải tên http://www.microsoft.com/technet/itsolutions/network/evaluate/technol/tcpipfund/tcpipfund_ch08.m spx Resolver/Thiết bị giải Các chương trình DNS client được dùng để tra cứu thông tin tên DNS. Name Resolution/Phân giải tên Hai loại truy vấn mà một thiết bị giải tên DNS ( một DNS client hay một DNS server khác) có thể sử dụng để truy vấn một DNS server: Recursive queries/Các truy vấn đệ quy Trong một truy vấn đệ quy, name server bị truy vấn được yêu cầu trả lời với dữ liệu được yêu cầu hoặc với một lỗi nói về dữ liệu của loại được yêu cầu hoặc tên miền được chỉ định là không tồn tại. Name server không thể chỉ chuyển DNS resolver đến một name server khác. Một DNS client thường gởi loại truy vấn này. Iterative queries/Truy vấn lặp lại Trong một iterative query, name server bị truy vấn có thể trả lại câu trả lời tốt nhất mà hiện tại nó có cho DNS resolver. Câu trả lời tốt nhất có thể là tên được phân giải hoặc một sự chuyển đến name server khác mà nó gần hơn để đáp ứng yêu cầu gốc của DNS client. DNS servers thường gởi iterative queries để truy vấn các DNS servers khác. DNS 1-9
- Các loại truy vấn root DNS server truy vấn đệ quy: 2 3 đặt gánh nặng phân giải tên lên máy chủ 7 6 tên được liên hệ TLD DNS serve tải nặng? truy vấn lặp lại: local DNS server 4 dns.poly.edu 5 máy chủ được liên hệ trả lời với tên của 1 8 máy chủ khác để liên hệ authoritative DNS server “tôi không biết tên dns.cs.umass.edu requesting host đó, nhưng hỏi máy chủ cis.poly.edu này” gaia.cs.umass.edu DNS 1-10
- Ví dụ về phân giải tên DNS 1 Để thấy được các truy vấn đệ quy và truy vấn lặp lại được sử dụng như thế nào trong các phân giải tên DNS phổ biến, xem xét một máy tính chạy hệ điều hành Microsoft Windows® XP hoặc Windows Server 2003 được kết nối vào Internet. Một người sử dụng gõ http://www.example.com trong trường địa chỉ/Address của trình duyệt Internet explorer. Khi người sử dụng nhấn phím ENTER, trình duyệt thực hiện một lời gọi hàm Windows Sockets, hoặc là gethostbyname() hay getaddrinfo(), để phân giải tên www.example.com thành địa chỉ IP. Về phần DNS của tiến trình phân giải tên trong Windows, những bước sau diễn ra: DNS 1-11
- Ví dụ về phân giải 2 2 tên DNS 1 1.DNS resolver trên DNS client gởi một recursive query đến DNS server đã được cấu hình trước của nó, yêu cầu địa chỉ IP cho tên tương ứng "www.example.com". DNS server của client đó chịu trách nhiệm phân giải tên và không thể chuyển DNS client đó đến một DNS server khác. 2.DNS server nhận được recursive query ban đầu đó kiểm tra vùng/zone của nó và không tìm thấy vùng tương ứng với tên miền được yêu cầu; DNS server này không phải DNS có thẩm quyền/authoritative cho miền example.com. Bởi vì DNS server này không có thông tin về địa chỉ iP của các DNS servers là thẩm quyền example.com. hay com., nó gởi một iterative query cho DNS 1-12 www.example.com. đến một máy chủ tên gốc/root name server.
- Ví dụ về phân giải tên DNS 3 4 4 3.Máy chủ tên gốc có thẩm quyền cho miền gốc và có thông tin về các máy chủ tên là thẩm quyền của của cho các tên miền cấp đỉnh/top-level domain names. Nó không có thẩm quyền cho tên miền example.com. . Do đó, root name server này trả lời với địa chỉ IP của một máy chủ tên cho top-level domain com.. 4.DNS server của DNS client đó gởi một iterative query cho www.example.com. đến máy chủ tên là thẩm quyền cho top-level domain com.. DNS 1-13
- Ví dụ về phân giải tên DNS 5 6 6 5. com. name server là thẩm quyền cho miền com. và có thông tin về các địa chỉ IP của các máy chủ tên là thẩm quyền cho các tên miền cấp hai/second-level domain names của miền com. . Nó không là thẩm quyền cho miền example.com.. Do đó, com. name server trả lời với địa chỉ IP của máy chủ tên là thẩm quyền cho miền example.com.. 6.DNS server của DNS gởi một iterative query cho www.example.com. đến máy chủ tên là thẩm quyền của miền example.com.. DNS 1-14
- Ví dụ về phân giải tên DNS 8 7 7 7. example.com. name server trả lời với địa chỉ IP tương ứng với tên miền tiêu chuẩn đầy đủ/FullyQualifiedDomainName www.example.com. 8.DNS server gởi địa chỉ IP của www.example.com cho DNS client. DNS 1-15
- DNS: Resolve www.yahoo.com Request Request .. Reply Reply vn vn Address Address com com of com of com server of server Address of Address yahoo.com yahoo.com vnn vnn server server yahoo yahoo Address of Address of www.yahoo.com Address of Address of www.yahoo.com www.yahoo.com www.yahoo.com DNS 1-16
- DNS: cất trữ (caching) và cập nhật các bản ghi mỗi khi name server học một ánh xạ, nó cất trữ (caches) ánh xạ đó các mục được cache sẽ hết hiệu lực (biến mất) sau một khoảng thời gian nào đó: trạng thái mềm các TLD servers thường được cache trong các local name servers • do đó các root name servers thường ít bị đến thăm các cơ chế cập nhật/thông báo được thực hiện theo sự chỉ định của IETF RFC 2136 http://www.ietf.org/html.charters/dnsind-charter.html DNS 1-17
- Các bản ghi DNS DNS: cơ sở dữ liệu phân tán lưu giữ các bản ghi tài nguyên - resource records- (RR) khuôn dạng RR: (name, value, type, ttl) Type=A Type=CNAME name là tên trạm name là tên bí danh cho một value là địa chỉ IP số tên “chuẩn” (“canonical” – tên thật) Type=NS name là miền (ví dụ foo.com) www.ibm.com thật ra là value là tên trạm của máy servereast.backup2.ibm.com chủ tên có thẩm quyền (authoritative name server) value là tên thật của tên miền đó Type=MX value là tên của mailserver được kết hợp với name DNS 1-18
- Giao thức DNS, các thông điệp Giao thức DNS: các thông điệp request và reply, cả hai dạng có cùng khuôn dạng thông điệp phần đầu của thông điệp identification: số 16 bits định danh cho query, reply cho query này sử dụng cùng số flags: query hay reply đệ quy được đề nghị đệ quy sẵn có reply là chính thức (có thẩm quyền) DNS 1-19
- Giao thức DNS, các thông điệp Các trường name, type cho một query RRs trong phần trả lời cho một query records cho các máy chủ có thẩm quyền Các thông tin “hữu ích” khác có thể được sử dụng DNS 1-20
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Định nghĩa DNS ( Domain Name System )
18 p |
397 |
169
-
DNS là gì, sử dụng thế nào?
6 p |
408 |
141
-
Giới thiệu về hê thống tên miền DNS I
16 p |
201 |
114
-
Hệ thống tên miền DNS
62 p |
191 |
102
-
DNS (Domain Name System) làm việc như thế nào
2 p |
173 |
95
-
Ebook Hướng dẫn cài đặt máy chủ DNS - KS. Phạm Việt Anh
104 p |
78 |
47
-
Chương 2b: Hệ thống tên miền
45 p |
86 |
34
-
Chương 1: Giới thiệu về hê thống tên miền DNS
16 p |
104 |
25
-
Mạng cơ bản - Chương 5
22 p |
70 |
17
-
Bài giảng Dịch vụ mạng: Chương 1 - Domain Name System
17 p |
55 |
16
-
Hệ thống tên miền(DNS)
6 p |
64 |
11
-
Address Conversion Functions and The Domain Name System Refs
37 p |
71 |
11
-
Bài giảng Mạng máy tính: Chương 8 - CĐ CNTT Hữu nghị Việt Hàn
56 p |
39 |
7
-
Bài giảng Mạng máy tính nâng cao - Chương 7: Hệ thống tên miền
24 p |
7 |
5
-
Bài giảng Mạng máy tính: Hệ thống tên miền - Phạm Văn Nam
21 p |
14 |
3
-
Bài giảng Mạng máy tính: Chương 6 - Nguyễn Cao Đạt
26 p |
12 |
3
-
Bài giảng Dịch vụ tên miền
31 p |
17 |
2

Set-Cookie: TLDEVNamespace=fl6lfithl8cle7cido6if04t74; path=/; domain=.tailieu.vn; HttpOnly