Bài soạn CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN

CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN

I. Giới thiệu

Ngày nay cảm biến vị trí được ứng dụng rất rộng rãi. Đó là vì việc kiểm tra vị trí

và dịch chuyển đóng vai trò rất quan trọng đối với hoạt động cùa nhiều máy móc, trong

hệ thống điều khiển tử động bằng điện tử, hệ thống bảo vệ và an toàn. Hơn nữa, một số

đại lượng vật lí có thể đo được thông qua việc xác định sự dịch chuyển của một vật chịu

tác động của đại lượng vật lý đó.

Vị trí là thuật ngữ chỉ tọa độ của một đối tượng với một chuẩn nào đó được chọn

trước. Dịch chuyển là sự chuyển động của đối tượng từ vị trí này đến vj trí khác với một

khoảng cách hoặc một góc quay nào đó.

Có hai phương pháp cơ bản để xác định vị trí và dịch chuyển. Trong phương pháp

thứ nhất (được sử dụng nhiều hơn cả), cảm biến cung cấp một tín hiệu là hàm phụ thuộc

vào vị trí của một trong những phần tử của cảm biến, đồng thời phần tử đó có liên quan

tới vật di động mà ta cần đo sự dịch chuyển. Sự thay đổi của tính hiệu sẽ cho ta biết độ

dịch chuyển của vật thể. Một số cảm biến loại này có cấu tạo bao gồm một trở kháng có

một trong những đặc trưng hình học hoặc kích thước thay đổi theo vị trí của phần tử

động như: điện thế kế, cuộn cảm có lõi động… Trong phương pháp thứ hai (ít ứng dụng

hơn), ứng với một dịch chuyển cơ bản (một đơn vị dịch chuyển), cảm biến sẽ phát ra

một xung. Khi đó vị trí và dịch chuyển được xác định bằng cách điếm số xung phát ra.

Một số loại cảm biến không đòi hỏi liên kết cơ học giữa cảm biến và vật cần đo

khoảng cách hoặc dịch chuyển. Mối liên hệ giữa vật dịch chuyển với cảm biến được

thực hiện thông qua vai trò trung gian của điện trường, điện từ trường hoặc điện trường

tĩnh điện. Độ lớn của đại lượng trung gian là hàm của khoảng cách giữa vật thể và cảm

biến và được xác định bằng phản hồi điện của cảm biến

Trong chương này ta chỉ nghiên cứu hai loại cảm biến thông dụng nhất để xác

định vị trí và dịch chuyển của đối tưởng cần đó là: Cảm biến kiểu cảm ứng điện từ và

cảm biến kiểu biến trở.

II. Cơ sở lý Thuyết Của Cảm Biến Vị Trí Kiểu Cảm Ứng Điện Từ

1