Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 1: VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ CẢM BIẾN

CHƯƠNG 1: VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ CẢM BIẾN

Tải bản đầy đủ - 0trang

1.2. Mạch đo

Mạch đo bao gồm toàn bộ các thiết bị đo (trong đó kể cả cảm biến)

cho phép xác định chính xác đại lượng cần đo trong những điều kiện tốt nhất

có thể.

Ở đầu vào của mạch, cảm biến chịu tác động của đại lượng cần đo gây

nên tín hiệu điện mang theo thông tin về đại lượng cần đo.

Ở đầu ra của mạch, tín hiệu điện đã qua sử lý được chuyển đổi sang

dạng có thể đo được trực tiếp giá trị cần tìm của đại lượng đo. Việc chuẩn hệ

đo đảm bảo cho mỗi giá trị chỉ thị ở đầu ra tương ứng với một giá trị của đại

lượng tác động ở đầu vào của mạch.

1.3. Độ nhạy

Độ nhạy S xung quanh một giá trị không đổi mi

được xác định bởi tỷ số giữa biến thiên s

thiên



của đại lượng đo



của đại lượng ở đầu ra và biến



m tương ứng của đại lượng đo ở đầu vào:



S







s 







m



 mm



i



Đơn vị đo của độ nhạy phụ thuộc vào nguyên lý làm việc của cảm

biến và các đại lượng liên quan.

Đối với các cảm biến khác nhau cùng dựa trên một nguyên lý vật lý trị

số của độ nhạy S có thể phụ thuộc vào vật liệu, kích thước hay kiểu lắp ráp.

1.4. Sai số của phép đo

1.4.1. ai số hệ thống

Sai số hệ thống xuất hiện khi giá trị trung bình của các giá trị đo được

lệch khỏi giá trị thực không phụ thuộc vào tần số đo liên tiếp.

Đối với một giá trị cho trước của đại lượng đo, sai số hệ thống không

đổi hoặc thay đổi chậm theo thời gian đo: nó thêm vào một độ lệch không

đổi giữa giá trị thực và giá trị đo được.



Nguyên nhân của sai số hệ thống là do sự hiểu biết sai lệch hoặc

không đầy đủ về hệ đo hay điều kiện sử dụng không tốt:

- Sai số do giá trị của đại lượng chuẩn không đổi.

- Sai số do đặc tính của cảm biến.

- Sai số do điều kiện và chế độ sử dụng.

- Sai số do xử lý kết quả đo.

1.4.2. ai số ngẫu nhiên

Sai số ngẫu nhiên của phép đo là sai số mà sự xuất hiện và biên độ của

chúng mang tính khơng xác định.

Ngun nhân của sai số này là:

- Sai số do tính khơng xác định của đặc trưng thiết bị

- Sai số do tín hiệu nhiễu ngẫu nhiên

- Sai số do các đại lượng ảnh hưởng

1.5. Tính trung thực, tính đúng đắn và độ chính xác.

- Tính trung thực là chất lượng của thiết bị đo có sai số ngẫu nhiên nhỏ,

thể hiện ở chỗ kết quả của các lần đo tập trung xung quanh giá trị trung binh

m.

Tính đúng đắn là chất lượng của thiết bị đo có sai số hệ thống nhỏ: giá

trị xác suất thường gặp của đại lượng đo gần với giá trị thực.

- Độ chính xác là đặc trung của thiết bị cho các kết quả đo đơn lẻ gần với giá

trị thực của đại lượng đo. Thiết bị chính xác cũng là thiết bị có độ trung

thực và đúng đắn.

1.7. Độ tuyến tính

1.7.1. kiện có tuyến tính

Một cảm biến được gọi là tuyến tính trong một dải đo xác định nếu

trong dải đó độ nhạy khơng phụ thuộc vào giá trị của đại lượng đo. Nếu như



cảm biến khơng phải là tuyến tính, người ta có thể đưa vào mạch đo các thiết

bị hiệu chỉnh, gọi là tuyến tính hố, có tác dụng làm cho tín hiệu điện tỷ lệ

với sự thay đổi của đại lượng đo.

1.7.2. ường thẳng tốt nhất – độ lệch tuyến tính

Khi chuẩn cảm biến, ta nhận được một loạt các điểm tương ứng



si , mi . Ngay



cả về mặt lý thuyết cảm biến là tuyến tính thì các điểm này cũng khơng nằm

trên cùng một đường thẳng do có sự khơng chính xác trong khi đo và những

sai lệch trong khi chế tạo cảm biến. Tuy nhiên, từ các điểm thực nghiệm có

thể tính được phương trình đường thẳng biểu diễn sự tuyến tính của cảm

biến. Đường thẳng này gọi là đường thẳng tốt nhất



CHƯƠNG 2: CẢM BIẾN QUANG

2.1 Ánh sáng và phép đo quang.

2.1.1. hất của ánh sáng.

Cảm biến quang được sử dụng để chuyển thơng tin từ ánh sáng nhìn

thấy hoặc tia hồng ngoại IR và tia tử ngoại UV thành tín hiệu điện.

Ánh sáng có 2 tính chất cơ bản là sóng và hạt. Dạng sóng của ánh

sáng là sóng điện từ phát ra khi có sự chuyển điện tử giữa cácmức năng

lượng của nguyên tử của nguồn sáng. Các sóng này truyền đi trong chân

khơng với tốc độ c  29792 km/s. Trong vật chất ánh sáng có vận tốc

v  c / n ( n là chiết suất của mơi trường).

Tần số  và bước sóng  của ánh sáng liên hệ với nhau bởi biểu thức:

V



(2.1)



Trong chân khơng :







c



(2.2)







Trên hình 2.1 biểu diễn phổ ánh sáng và sự phân chia thành các dải màu của

phổ.

Tích chất hạt của ánh sáng thể hiện qua sự tương tác của nó với vật chất.

Ánh sáng bao gồm các hạt photon với năng lượng W phụ thuộc duy nhất

vào tần số:

W  h



(2.3)



trong đó h là hằng số planck ( h  6,6256.1034

J.s)

Trong vật chất,các điện tử e liên kết trong nguyên tử có xu hướng muốn



được giải phóng khỏi nguyên tử để trở thành điện tử tự do.



Hình 2.1: phổ ánh sáng

Để giải phóng điện tử khỏi nguyên tử cần phải cung cấp cho nó một

năng lượng bằng năng lượng liên kết W .Khi một photon được hấp thụ sẽ có



một điện tử e được giải phóng điện tử nếu W   W 

Nghĩa là:



Hay:







w



(2.4)



h



(2.5)



hc

 w





Bước sóng ngưỡng (bước sóng lớn nhất) của ánh sáng có thể gây nên hiện

tượng giải phóng điện tử được tính từ biểu thức:

hc

s 

w



Hay:



s( m)  1,

237



(2.6)



(2.7)



w (ev)

Nói chung, loại điện tích được giải phóng do chiếu sáng phụ thuộc vào bản

chất của vật liệu bị chiếu sáng. Khi chiếu sáng chất điện mơi và bán dẫn tinh



khiết, các điện tích được giải phóng là cặp điện tử - lỗ trống (hình 2.2a). Đối

với trường hợp bán dẫn pha tạp, khi bị chiếu sáng nó sẽ giải phóng điện tử

(nếu pha tạp dono, hình 2.2b) hoặc lỗ trống (nếu pha tạp acxepto, hình 2.2c).



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 1: VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ CẢM BIẾN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×