Bài giảng Hệ thống sản xuất - Chương 5, Phần 2: Đo lường trong hệ thống tự động hóa

1 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.1. Tổng quan 
- Áp suất là thông số quan trọng trong các quy trình công nghệ, các hệ thống thủy 
lực, hệ thống khí nén. 
- Qua việc đo áp suất, ta có thể xác định được các thông số khác của quy trình công 
nghệ. 
- Kiểm tra sự an toàn của thiết bị. 
- Kiểm tra và điều khiển hoạt động của máy móc thiết bị. 
2 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.2. Khái niệm 
- Áp suất: 
- Áp suất tĩnh: 
Như trên ta thấy, áp suất tĩnh không phụ thuộc vào hình dạng và thể tích của bình 
chứa  :khối lượng riêng [ kg/m 3] = .g, của nước = 9,8kN/m3 
Đo áp suất tĩnh có thể tiến hành bằng 02 phương pháp: 
- Đo áp suất chất lưu được lấy qua một lỗ khoan trên thành bình. 
- Đo trực tiếp biến dạng của thành bình 
i 
3 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.2. Khái niệm 
- Trọng lượng riêng của một số chất thông thường: 
Đối với chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu bằng tổng áp suất tĩnh và áp 
suất động 
- Áp suất động do chất lưu chuyển động gây nên: 
cảm biến 1: đo áp suất tổng 
cảm biến 2: đo áp suất tĩnh 
4 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.3. Đơn vị đo 
- Bảng chuyển đổi đơn vị áp suất: 
5 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Chân không tuyệt đối 
Áp suất khí quyển 
Áp suất tuyệt đối 
Áp suất đo 
Áp suất chân không 
Chênh lệch áp suất 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.3. Đơn vị đo 
- Bảng chuyển đổi đơn vị áp suất: 
6 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.4. Phần tử đo áp suất 
Áp kế chữ U: 
Áp kế kiểu màng ngăn 
7 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.4. Phần tử đo áp suất 
Áp kế kiểu màng ngăn 
Áp kế sử dụng ống Bourdon 
Áp kế sử dụng lò xo ống 
8 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Áp kế sử dụng ống Bourdon 
Áp kế vi sai kiểu phao 
Từ cân bằng thể tích, ta có: 
Khi đạt sự cân bằng áp suất: 
Từ cân bằng thể tích, ta có: 
Độ võng tâm màng phẳng dưới tác dụng của 
áp suất tác dụng lên màng xác định theo 
công thức sau: 
Áp kế kiểu màng ngăn 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.4. Phần tử đo áp suất 
9 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Áp kế vi sai kiểu chuông 
Ta có độ dịch chuyển của chuông là: 
Lấy tích phân giới hạn từ 0 tới (p1-p2) 
nhận được phương trình đặc tính tĩnh 
của áp kế vi sai kiểu chuông: 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.4. Phần tử đo áp suất 
10 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Áp kế dựa vào phần tử biến dạng (kiểu ống trụ) 
Bộ biến đổi đo áp suất kiểu điện cảm 
L: độ tự cảm của bộ biến đổi [Henry] 
S0,  = k.p: tiết diện và chiều dài khe hở không khí 
0 : độ từ thẩm của không khí 
Nếu bỏ qua điện trở cuộn dây, từ thông tản và tổn hao 
trong lõi từ thì độ từ cảm của bộ biến đổi xác định bởi 
công thức sau: 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.4. Phần tử đo áp suất 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.5. Bộ phận chuyển đổi điện 
11 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Bộ biến đổi kiểu biến áp vi sai 
e1, e2: là các suất điện động cảm ứng xuất hiện tại các nửa 
cuộn thứ cấp [V] 
M1, M2: hỗ cảm giữa cuộn sơ cấp và các nửa cuộn thứ cấp 
[Henry] 
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn thứ cấp: 
Như vậy điện áp ra của bộ biến đổi được xác định: 
Giá trị hỗ cảm Mra phụ thuộc vào độ dịch chuyển của lõi thép 
Với giá trị hỗ cảm Mmax phụ thuộc vào độ dịch chuyển lớn nhất của lõi thép 
Suy ra: 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.5. Bộ phận chuyển đổi điện 
12 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Bộ biến đổi kiểu điện dung 
C = (0r .A)/(0 + ) 
0,  r : hằng số điện môi chân không và môi trường 
A: diện tích đối nhau giữa 02 bản cực 
0 + : khoảng cách giữa 02 bản cực 
Bộ biến đổi kiểu áp điện 
suy ra, 
5.6. CẢM BIẾN ĐO ÁP SUẤT 
5.6.5. Bộ phận chuyển đổi điện 
13 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
- Đo mức của chất lỏng hoặc các chất rắn dạng bột. Đo mức rất quan trọng trong 
việc điều khiển quá trình công nghệ sản xuất sản phẩm. 
- Có nhiều phương pháp đo mức của chất lỏng: phao, áp suất, vật đo trung gian 
- Xác định các mức chất lỏng: theo mức, liên tục, gián tiếp, trực tiếp. 
- Các thiết bị đo mức cần thiết kế: dễ kiểm định, bảo dưỡng, thay thế. 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Tổng quan 
14 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Các thiết bị đo mức gồm có 04 loại: 
- Đo trực tiếp 
- Đo gián tiếp 
- Đo mức đơn điểm. 
- Xác định mức của các chất rắn dạng bột. 
a) Đo mức trực tiếp 
- Có nhiều phương pháp xác định mức chất lỏng trực tiếp: phao; ống thủy; 
Quan sát mức chất lỏng bằng 
ống thủy 
Quan sát mức chất lỏng bằng 
phao 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
15 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
a) Đo mức trực tiếp 
Quan sát mức chất lỏng bằng ống thủy: 
- Chi phí thấp, dễ bị gãy vỡ. 
- Không nên sử dụng để quan sát các chất lỏng nguy hiểm. 
- Nên sử dụng van khóa để dễ thay thế ống thủy và trong trường hợp ống thủy 
dễ bị phá hủy. 
Quan sát mức chất lỏng bằng phao: dùng puly & cánh tay đòn: 
 Phao kết hợp với puly: 
 - Đo được mực chất lỏng & chất bột rắn 
 - Dữ liệu đo ổn định, tín hiệu ra tuyến tính. 
 - Độ chính xác chịu ảnh hưởng bởi: sự ăn mòn điện hóa, các phản 
 ứng hóa học, ma sát với pully 
 Phao kết hợp với cánh tay đòn: 
 - Chỉ xác định mức chất lỏng theo góc hiển thị từ 0 – 900C 
 - Số chỉ thị không tuyến tính 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
16 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
a) Đo mức trực tiếp 
Đo mức chất lỏng bằng siêu âm 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
17 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
b) Đo mức gián tiếp 
Có nhiều phương pháp đo mức gián tiếp: 
- Đo áp lực thủy tĩnh tại đáy của bình chứa (ngoại suy từ áp suất & trọng lượng 
riêng chất lỏng); 
- Dò tìm sự thay đổi điện dung; 
- Sử dụng băng điện trở; 
- Xác định trọng lượng chất lỏng; 
- Sử dụng vật đo trung gian. 
Áp suất: áp suất tăng khi chiều cao cột chất lỏng tăng 
p: áp suất cột chất lỏng; : trọng lượng riêng; h: chiều cao cột chất lỏng 
Ví dụ: Đồng hồ áp suất tại đáy của bình chứa chất lỏng là 1,27MPa (trọng lượng 
riêng chất lỏng 13.6kN/m3). Mức chất lỏng trong bình chứa ? 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
18 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
b) Đo mức gián tiếp 
Áp suất: 
Áp suất có thể được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau. Tuy nhiên, cần 
lưu ý đến lưu chất đo và tạp chất trong lưu chất khi thiết kế vị trí của bộ phận đo áp 
suất 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
19 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
b) Đo mức gián tiếp 
Vật đo trung gian: 
Nhận biết sự thay đổi lực nâng tác động lên đối tượng để xác định sự thay đổi mực 
chất lỏng. 
Lực nâng: 
Lực đo = Trọng lực vật đo - Lực nâng 
: trọng lượng riêng của chất lưu; 
d: đường kính vật đo; 
L: chiều dài vật đo chìm trong chất lưu 
Ví dụ: Đường kính vật đo 13cm được 
dùng để xác định mức nước trong 
bình. Nếu mực nước dịch chuyển 1,2 
m, sự thay đổi lực đo nhận được trên 
cảm biến là bao nhiêu ? 
Ví dụ: Vật đo đường kính 7,3-in sử dụng để đo mức chất lỏng acetone. Nếu mức chất 
lỏng dịch chuyển 2,3ft, lực đo được sẽ thay đổi bao nhiêu ? 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
20 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
b) Đo mức gián tiếp 
Điện dụng: 
- Đo mức chất lỏng & chất rắn dạng bột. 
- Điện dung tổng hợp Cd: 
Ca: điện dung không chứa chất lỏng; : hằng số điện môi của chất lỏng; 
r: chiều cao của bản cực; d: độ sâu mực chất lỏng 
Lưu ý: hằng số điện môi của không khí () bằng 1; hằng số điện môi của nước 
bằng 80 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
21 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
b) Đo mức gián tiếp 
Điện dụng: 
Ví dụ: Đầu dò điện dung với chiều dài 1,3m có điện dung trong không khí là 31pF. 
Khi một phần đầu dò chìm trong nước, điện dung của đầu dò là 0,97nF. Vậy phần 
đầu dò điện dung ngập trong nước dài bao nhiêu? 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
22 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
b) Đo mức gián tiếp 
Điện trở băng: 
- Có thể đo được chất lỏng ăn mòn hoặc chất lỏng 
sệt; không đo các chất dễ bay hơi hay cháy nổ. 
- Giá thành rẻ, chính xác. 
- Độ chính xác phụ thuộc vào trọng lượng riêng của 
chất lưu 
Đo mức bằng điện trở băng Tải trọng: 
- Phương pháp này phù hợp nhất cho trường hợp giám sát mức liên tục. 
- Hình dạng của bình chứa cần biết trước. 
- Mức chất lỏng phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chúng. 
Đo mức bằng phương pháp đo trọng lực 
- Thể tích của chất lưu trong bình 
chứa: 
- Trọng lượng: 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
23 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
b) Đo mức gián tiếp 
Tải trọng: 
Ví dụ: Chiều sâu của mực chất lỏng ( = 56lb/ft3) trong bình chứa là bao nhiêu? Cho 
biết: bình chứa có trọng lượng 33lb & đường kính 63in; tổng trọng lực cảm biến đo 
được là 746lb. 
5.2.3. Giám sát đơn điểm 
- Sử dụng đầu dò độ dẫn; đầu dò nhiệt; phương pháp tia 
Đầu dò độ dẫn: 
- Ứng dụng để giám sát mức đơn điểm cho các chất lỏng dẫn & không bay hơi. 
Các đầu dò để xác định mức đơn điểm cho các 
chất lỏng dẫn 
- Vị trí các đầu dò được sử 
dụng để thiết lập các mức 
chất lỏng. 
- Thường sử dụng nguồn điện 
AC hơn nguồn DC. 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
24 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
c) Giám sát đơn điểm 
Đầu dò nhiệt: 
- Gồm một nguồn nhiệt được bố trí liền kề 01 cảm biến nhiệt. 
- Khi chất lỏng dâng lên & tiếp xúc đầu dò thì nhiệt sẽ bị phân tán & cảm biến nhiệt 
cho thấy sự giảm nhiệt rõ rệt. 
- Đầu dò đơn giản, giá thành rẻ, độ tin cậy cao phù hợp với giám sát mức đơn điểm. 
Phương pháp sử dụng nguồn tia: 
- Thường sử dụng trong các bình chứa áp lực; chất lỏng ăn mòn hoặc môi trường 
nhiệt độ cao. 
- Các nguồn tia thường sử dụng: ánh sáng; nguồn âm; siêu âm; bức xạ. 
- Giá thành rẻ, lắp đặt dễ dàng nhưng dẽ bị ảnh hưởng bởi môi trường. 
- Các thùng chứa có áp suất nên sử dụng cảm biến sử dụng phương pháp này. 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
25 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
c) Giám sát đơn điểm 
Phương pháp sử dụng nguồn tia: 
Đo mức chất lỏng sử dụng nguồn tia (a) Đơn điểm; (b) Đa điểm 
d) Giám sát mức vật liệu rời 
- Xác định mức cho các vật liệu rắn dạng rời: bột, hạt,  
- Có hai kiểu: sử dụng động cơ gắn cánh quạt dạng mái chèo; sử dụng nguồn dao 
động rung. 
Đo mức vật liệu rời (a) Cánh quạt dạng mái chèo; (b) Nguồn dao động 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.6. Các phương pháp đo mức 
26 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
- Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn loại cảm biến đo mức: áp suất; nhiệt độ; độ 
đồng đều của chất lỏng; khả năng bay hơi; độ ăn mòn; độ chính xác yêu cầu; đo 
đơn điểm hay liên tục; đo trực tiếp hay gián tiếp; thành phần rắn trong chất lỏng; 
loại vật liệu rời; v.v.. 
- Nhiệt độ là thông số quan trọng khi chọn cảm biến do nhiệt độ ảnh hưởng đến 
trọng lượng riêng, hằng số điện môi. Vì vậy, một số loại cảm biến cần bù nhiệt độ 
khi đọc (hoặc hiệu chỉnh) là điện dung, áp suất, sử dụng vật đo trung gian, sử dụng 
đo tải, siêu âm. 
Vật đo trung gian: 
- Trọng lượng riêng của vật đo phải lớn hơn chất lỏng. 
- Trọng lượng riêng của chất lỏng là hằng trong quá trình đo. 
- Chất lỏng không ăn mòn vật đo. 
- Nhiệt độ của chất lỏng cần được giám sát trong khi đo nhằm hiệu chỉnh giá trị 
trọng lượng riêng. 
- Có khả năng đo tới độ sâu 3m, với độ chính xác 0,5cm. 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.7. Ứng dụng đo mức 
27 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Điện dung: 
- Theo dõi thường xuyên hằng số điện môi của chất lỏng cần được theo dõi 
thường xuyên. 
- Phương pháp điện dung có thể đo mức của thùng chứa chịu áp tới 30MPa, 
nhiệt độ tới 10000C. 
- Có thể đo tới độ sâu 6m, độ chính xác 1% 
Áp suất: 
- Lựa chọn phương pháp đo áp suất để theo dõi mức chất lỏng cần lưu ý các vấn đề 
sau: 
+ Sự có mặt của các hạt chất rắn trong chất lỏng. 
+ Nhiệt độ của chất lỏng. 
+ Áp suất lớn nhất. 
+ Khoảng cách giữa thùng chứa và bộ phận đo áp suất. 
+ Sử dụng van khóa khi hiệu chỉnh đồng hồ áp suất. 
- Đo được mức chất lỏng của các bình chứa có áp suất tới 30MPa, nhiệt độ tới 
6000C, với độ chính xác 1% 
- Độ sâu chất lỏng phụ thuộc trọng lượng riêng & giá trị của đồng hồ đo áp suất. 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.7. Ứng dụng đo mức 
28 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
Bảng các thông số của các loại phương pháp đo mức 
5.6. CẢM BIẾN ĐO MỨC 
5.6.7. Ứng dụng đo mức 
29 
5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
30 
5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
31 
5.7. BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
(1) Sensor and transducer: bộ phận đo, cảm nhận tín hiệu vật lý 
(2) Signal conditioning: 
 - Lọc tín hiệu, loại bỏ nhiễu ảnh hưởng đến tín hiệu thu nhận được 
 - Chuyển tín hiệu tồn tại ở dạng này qua dạng khác 
(3) Multiplexer: bộ phân kênh 
(4) Amplifier: bộ đệm nhằm điều chỉnh dải tín hiệu phù hợp với tầm hoạt động 
của bộ ADC 
(5) Analog to Digital Converter: Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự (analog) ---> 
tín hiệu số (digital) LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
32 
5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Bộ chuyển đổi AD có 03 giai đoạn: 
- Sampling: lấy mẫu theo chu kỳ nhằm chuyển tín hiệu liên tục thành một 
loạt tín hiệu analog rời rạc 
- Quantization: lượng hóa tín hiệu tương tự bằng cách gán cho mỗi tín 
hiệu analog một số xác định nằm trong các vùng có mức độ lớn được 
quy định trước. 
- Encoding: từ các mức độ lớn rời rạc thu nhận được trong quá trình 
lượng hóa tín hiệu sẽ được mã hóa thành các số nhị phân. 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
33 
5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Khi lựa chọn bộ chuyển đổi AD, cần quan tâm đến các thông số sau: (1) 
sampling rate; (2) conversion time; (3) resolution; (4) conversion method 
(1) Sampling rate: là tốc độ lấy mẫu tín hiệu analog liên tục; nếu tốc độ lấy 
mẫu càng cao thì dạng của đường tín hiệu tương tự liên tục càng đúng. 
(2) Conversion time: tốc độ lấy mẫu lớn nhất của bộ chuyển đổi AD bị giới 
hạn bởi thời gian chuyển đổi của nó. Thời gian chuyển của bộ chuyển đổi 
AD là khoảng thời gian tính từ lúc tín hiệu analog đưa vào tới lúc tín hiệu 
digital được xác định (bởi giai đoạn quantization & encoding). Thời gian 
chuyển đổi phụ thuộc vào:Số bit n của bộ ADC & loại chuyển đổi 
(3) Resolution: là độ chính xác của ADC. Độ chính xác được xác định dựa 
vào số lượng mức lượng hóa hay số bit của ADC. Ta có mối quan hệ giữa 
số lượng mức lượng hóa & số bit của ADC: Nq = 2
n. 
 Độ phân giải được xác định dựa vào công thức sau: 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
34 
5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Quantization error: sai số 
Ví dụ: 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
35 
5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
36 
5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
37 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Phương pháp chuyển đổi AD khác: 
5.7 BỘ CHUYỂN ĐỔI ANALOG DIGITAL 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
38 
5.8 BỘ CHUYỂN ĐỔI DIGITAL ANALOG 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Chuyển Digital --> Analog gồm 02 giai đoạn: (1) decoding; (2) data holding 
E0 : điện áp ra của bước giải mã (V) 
Eref : điện áp tham chiếu (V) 
B1, B2, .., Bn :trạng thái của từng bit trên thanh ghi 
n : số bit của thanh ghi 
(2) data holding 
Data holding step using (a) zero-order hold and 
(b) first-order hold 
(a) zero-order hold 
(b) first-order hold 
(1) decoding 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
39 
5.8 BỘ CHUYỂN ĐỔI DIGITAL ANALOG 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
40 
5.8 BỘ CHUYỂN ĐỔI DIGITAL ANALOG 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
41 
5.8 BỘ CHUYỂN ĐỔI DIGITAL ANALOG 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
42 
5.8 BỘ CHUYỂN ĐỔI DIGITAL ANALOG 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
43 
5.9 BỘ PHÂN CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
5.9.1. Hệ thống thủy lực 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
44 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Có nhiều loại xylanh sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau: truyền động; 
tạo lực nén; gắp sản phẩm . 
5.9.2. Xylanh (Cylinders) 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
45 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
(a) Xy lanh hành trình đơn chỉ có một đường dẫn dầu vào buồng; hành 
trình trở về do lò xo hoặc tự trọng lượng của pittong thực hiện 
(b) Xy lanh hành trình kép loại một đầu trục 
(c) Xy lanh hành trình kép loại 02 đầu trục 
Chú thích: 1) Xylanh; 2) Trục tác động; 3) Đường ống dẫn dầu; 4) Pittông; 5) 
&7) Zoong bịt kín; 6) Lò xo 
5.9.2. Xylanh (Cylinders) 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
46 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐyO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Có nhiều loại bơm thủy lực khác nhau: bơm bánh răng; bơm pittong;  
5.9.3. Bơm thủy lực (pump) 
a) Bơm piston 
b) Bơm bánh răng 
c) Bơm cánh gạt 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
47 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐyO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
5.9.3. Bơm thủy lực (pump) 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
48 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐyO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
5.9.3. Bơm thủy lực (pump) 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
49 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Để điều khiển các xy lanh để thực hiện các tác động, chúng ta phải điều 
khiển các van phân phối 
5.9.4. Van (valve) 
Điều khiển xy lanh ?? 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
50 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Để điều khiển các xy lanh để thực hiện các tác động, chúng ta phải điều 
khiển các van phân phối 
5.9.4. Van (valve) 
Van phân phối 2 cửa, 2 vị trí (2/2) Van phân phối 3 cửa, 2 vị trí (3/2) 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
51 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Để điều khiển các xy lanh để thực hiện các tác động, chúng ta phải điều 
khiển các van phân phối 
5.9.4. Van (valve) 
Van phân phối 4 cửa, 2 vị trí (2/2) 
Van phân phối 4 cửa, 3 vị trí (4/3) LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
52 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Để điều khiển các xy lanh để thực hiện các tác động, chúng ta phải điều 
khiển các van phân phối 
5.9.4. Van (valve) 
Van phân phối 4 cửa, 3 vị trí (4/3) LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
53 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Van tiết lưu 
5.9.4. Van 
a) Van tiết lưu 02 chiều a) Van tiết lưu 01 chiều 
Van tràn 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
54 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Van giảm áp 
5.9.4. Van 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
55 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
Cuộn solenoid de thực hiện các tác động lên các van thủy lực thay vì phải 
tác động các lực cơ 
5.9.5. Solenoid 
Tác động bằng tay 
Tác động bằng cơ 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 
56 
5.9 CƠ CẤU CHẤP HÀNH (ACTUATORS) 
Chương 5: ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 
1) Động cơ; 2) Đường ống dầu đi (nén); 3) Bộ lọc; 4) Phía hút; 5) Vách 
ngăn; 6) Phía xả; 7) Đo mức dầu & nhiệt độ dầu; 8) Nắp đổ dầu & 
thông khí; 9) Đường ống dầu về 
5.9.6. Bể dầu (tank) 
LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147)