Kỹ Thuật Cảm Biến – Cảm Biến Tốc Độ(Sensor Engineering – Speed Sensor)

thuật cảm biến
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Điện Tử
Nội dung thuyết trình: Cảm biến tốc độ
Nhóm thực hiện: 01

niệm về đo tốc độ
5/15/2021 2

đo tốc độ
• Vận tốc, gia tốc là những thông số chuyển động. quan hệ giữa
chúng là những phép tính vi tích phân đơn giản.
• Muốn tìm được tốc độ ta chỉ cẩn tích phân gia tốc hoặc tính
khoảng rời rạc bằng tích phân tốc độ theo thời gian.
• Trong công nghiệp việc đo vận tốc thông thường được đưa về
đo tốc độ quay. Vì vậy cảm biến đo vận tốc góc giữ vai trò quan
trọng trong lĩnh vực đo tốc độ.
5/15/2021 3
Phần 1: Khái niệm về đo tốc độ

đo tốc độ
• Có thể sử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau để xác định vận
tốc, gia tốc như cảm biến điện từ, cảm biến điện dung, cảm
biến quang,…Việc sử dụng loại cảm biến nào tùy thuộc vào yêu
cầu của phép đo như độ chính xác, tần số biến thiên, biên độ
tín hiệu và các điều kiện liên quan khác.
5/15/2021 4
Phần 1: Khái niệm về đo tốc độ

pháp đo tốc độ
5/15/2021 5

đo tốc độ
5/15/2021 6
Phần 2: Các phương pháp đo tốc độ
• Cảm biến vận tốc quay cung cấp cho ta tín hiệu đo là tần số.
thông thường trên trục quay được đánh một hay nhiều dấu và
một cảm biến ở phần không chuyển động sẽ ghi nhận sự
chuyển động của các dấu này. Tần số đo được tỉ lệ với vòng
quay n và số dấu k:
f = n . k

đo tốc độ
• Để đo tốc độ quay cảu Rotor ta có thể sử dụng các phương
pháp sau:
+ sử dụng máy phát tốc độ một chiều hoặc xoay chiều, thực chất
là các máy phát điện công suất nhỏ có sức điện động tỉ lệ với gia
tốc cần đo. Được sử dụng rộng rãi trong các hệ chuyển động
kinh điển.
+ sử dụng bộ cảm biến quang tốc độ với bộ mã hóa.
+ sử dụng máy đo góc tuyệt đối.
+ xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dòng điện và điện áp
Stator mà không cần dùng bộ cảm biến tốc độ.
5/15/2021 7
Phần 2: Các phương pháp đo tốc độ

tốc độ một chiều
1. Cấu tạo của máy phát tốc 1 chiều
2. Nguyên lý hoạt động
3. Đặc điểm và ứng dụng của phép đo
4. Mạch ứng dụng và video ứng dụng
5/15/2021 8

của máy phát tốc 1 chiều
5/15/2021 9
Phần 3: Máy phát tốc độ một chiều
• Giống máy phát điện một chiều công suất bé được kích từ bằng
nam châm vĩnh cửu:
• Gồm có: Stator, rotor, cổ góp và chổi điện

của máy phát tốc 1 chiều
• Stator: 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, nam châm điện
• Rotor: lõi thép hình trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật điện có
phủ sơn cách điện ghép lại với nhau và cuộn dây quấn được
nối với điện một chiều
• Cổ góp: các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện cáo
dạng hình trụ, gắn ở đầu trục rotor, các đàu dây của đầu phần
tư nối với phiến góp.
5/15/2021 10

của máy phát tốc 1 chiều
• Cổ góp: các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện cáo
dạng hình trụ, gắn ở đầu trục rotor, các đàu dây của đầu phần
tư nối với phiến góp.
• Chổi điện: được làm bằng than graphit. Các chổi tì chặt lên cổ
góp nhờ lò xo và giá chổi điện gắn trên nắp máy.
5/15/2021 11

hoạt động
• Người ta gắn trục của máy phát tốc dộ vào cơ cấu quay cần
xác định vận tốc.
• Khi cơ cấu quay thì cuộn dây phản ứng sẽ cảm ứng một sức
điện động. Sức điện động được lấy ra từ chổi than tiếp xúc với
vành góp.
5/15/2021 12
Phần 3: Máy phát tốc độ một chiều

và ứng dụng của phép đo
Đặc điểm:
• Máy phát tốc độ một chiều có tín hiệu đầu ra là tín hiệu điện áp
một chiều.
• Tín hiệu này là tín hiệu tương tự và tỉ lệ với tốc độ quay
• Tín hiệu ra không hoàn toàn tuyến tính
Ứng dụng:
Đo tốc độ quay của động cơ
5/15/2021 13
Phần 3: Máy phát tốc độ một chiều

dụng và video ứng dụng
5/15/2021 14
Phần 3: Máy phát tốc độ một chiều

tốc độ kiểu từ trở biến thiên
1. Cấu tạo, nguyên lý
2. Đặc điểm của cảm biến
3. Ưu và nhược điểm của cảm biến
4. Mạch ứng dụng và video ứng dụng
5/15/2021 15

và nguyên lý
• Cấu tạo bao gồm:
– – Đĩa quay
– – Cuộn dây có lõi sắt từ
– – Nam châm vĩnh cửu
5/15/2021 16
Phần 4: Cảm biến tốc độ kiểu từ trở biến thiên
Nguyên lý: Khi đĩa quay → khe hở δ biến thiên
→ từ trở mạch từ biến thiên → Φ qua cuộn
dây biến thiên → trong cuộn dây xuất hiện
suất điện động cảm ứng (e) có tần số (f) tỉ lệ
với tốc độ quay (n):
f=n.p (p: số răng trên đĩa)

của cảm biến
• Dải đo của cảm biến phụ thuộc vào số rang của bánh,
muốn đo được tốc độ lớn thì phải bánh rang ít, muốn
đo được tốc độ nhỏ thì bánh rang phải nhiều.
• Ví dụ: bánh rang có p=60 rang cho dải đo từ 50 đến
500 vòng/phút. Đĩa có p= 15 thì dải đo 500 đến 10000
vòng/phút
• Biên độ E phụ thuộc hai yếu tố:
– Khoảng cách giữa cuộn dây và đĩa quay: khoảng cách
càng lớn E càng nhỏ.
– Tốc độ quay: Tốc độ quay càng lớn, E càng lớn.
5/15/2021 17
Phần 4: Cảm biến tốc độ kiểu từ trở biến thiên

nhược điểm của cảm biến
• Ưu điểm:
Đo được tốc độ của các chuyển động quay có vận tốc lớn.
• Nhược điểm:
Các chuyển động nhỏ có biên độ của suất điện động quá bé sẽ
không thể phát hiện được
Không thích hợp cho các trục quay có momen bé.
5/15/2021 18
Phần 4: Cảm biến tốc độ kiểu từ trở biến thiên

dụng và video ứng dụng
5/15/2021 19
Phần 4: Cảm biến tốc độ kiểu từ trở biến thiên

tốc độ một chiều
1. Cấu tạo của máy phát tốc 1 chiều
2. Nguyên lý hoạt động
3. Đặc điểm và ứng dụng của phép đo
4. Mạch ứng dụng và video ứng dụng
5/15/2021 20

của máy phát tốc 1 chiều
5/15/2021 21
Phần 3: Máy phát tốc độ một chiều
• Giống máy phát điện một chiều công suất bé được kích từ bằng
nam châm vĩnh cửu:
• Gồm có: Stator, rotor, cổ góp và chổi điện

của máy phát tốc 1 chiều
• Stator: 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, nam châm điện
• Rotor: lõi thép hình trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật điện có
phủ sơn cách điện ghép lại với nhau và cuộn dây quấn được
nối với điện một chiều
• Cổ góp: các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện cáo
dạng hình trụ, gắn ở đầu trục rotor, các đàu dây của đầu phần
tư nối với phiến góp.
5/15/2021 22

của máy phát tốc 1 chiều
• Cổ góp: các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện cáo
dạng hình trụ, gắn ở đầu trục rotor, các đàu dây của đầu phần
tư nối với phiến góp.
• Chổi điện: được làm bằng than graphit. Các chổi tì chặt lên cổ
góp nhờ lò xo và giá chổi điện gắn trên nắp máy.
5/15/2021 23

hoạt động
• Người ta gắn trục của máy phát tốc dộ vào cơ cấu quay cần
xác định vận tốc.
• Khi cơ cấu quay thì cuộn dây phản ứng sẽ cảm ứng một sức
điện động. Sức điện động được lấy ra từ chổi than tiếp xúc với
vành góp.
5/15/2021 24
Phần 3: Máy phát tốc độ một chiều

và ứng dụng của phép đo
Đặc điểm:
• Máy phát tốc độ một chiều có tín hiệu đầu ra là tín hiệu điện áp
một chiều.
• Tín hiệu này là tín hiệu tương tự và tỉ lệ với tốc độ quay
• Tín hiệu ra không hoàn toàn tuyến tính
Ứng dụng:
Đo tốc độ quay của động cơ
5/15/2021 25
Phần 3: Máy phát tốc độ một chiều

dụng và video ứng dụng
5/15/2021 26
Phần 3: Máy phát tốc độ một chiều

thiệu về Encoder
2. Nguyên lý cấu tạo
3. Phân loại
4. Ưu và nhược điểm của cảm biến
5. Mạch ứng dụng và video ứng dụng
5/15/2021 27

về Encoder
• Encoder là một bộ phận rất quan trọng trong sơ đồ cấu tạo của
máy CNC. Có thể dễ hình dung rằng nó giống như bộ phận
công tơ mét ở xe máy hay ô tô, nó sẽ đo đạc và hiển thị các
thông số về tốc độ của máy cho người sử dụng biết thông qua
hệ thống giám sát của máy tính điều khiển.
• Encoder ở các hệ thống điều khiển tự động là bộ phận để đo
lường dịch chuyển thẳng hoặc góc, đồng thời chuyển đổi vị trí
góc/vị trí thẳng mà nó ghi nhận được thành tín hiệu nhị phân.
• Chính nhờ những tín hiệu nhị phân này mà hệ thống vi tính cho
ta biết được vị trí chính xác của trục hoặc bàn máy.
5/15/2021 28

cấu tạo
Cấu tạo của Encoder
• Được cấu tạo gồm một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa
được đục lỗ (rãnh), khi đĩa này quay và chiếu đèn led lên trên
mặt đĩa thì sẽ có sự ngắt quãng.
• Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt thu
(photosensor) để thu nhận tín hiệu từ đĩa quay.
5/15/2021 29
Phần 5: Encoder

hoạt động của Encoder
• Với các tín hiệu có ánh sáng chiếu qua, hoặc không có ánh
sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu qua
lỗ hay không. Số xung đếm được và tăng lên nó tính bằng số
lần ánh sáng bị cắt!
• Giả sử trên đĩa chỉ có 1 lỗ duy nhất thì cứ mỗi lần con mắt thu
nhận được tín hiệu đèn led thì có nghĩa là đĩa đã quay được 1
vòng.
• Đây là nguyên lý hoạt động của loại Encoder cơ bản, còn đối
với với nhiều chủng loại khác thì đương nhiên đĩa quay sẽ có
nhiều lỗ hơn và tín hiệu thu nhận cũng sẽ khác hơn.
5/15/2021 30

Encoder tuyệt đối
Encoder tuyệt đối là các thiết bị phản hồi cung cấp tốc
độ, thông tin vị trí bằng cách xuất ra một từ hoặc bit kỹ
thuật số liên quan đến chuyển động. Không giống như
các encoder tương đối tạo ra một luồng xung có mặt
khắp nơi, các encoder tuyệt đối này tạo ra các từ hoặc
bit duy nhất cho mỗi vị trí.
2.1.1 Cấu tạo
• Cấu tạo của encoder tuyệt đối bao gồm:
• Một đĩa quay được mã hóa theo các rãnh đồng tâm.
• Đầu dọc gồm các tia sáng và tế bào quang điện.
• Một encoder quay tuyệt đối xác định vị trí của nó bằng
cách sử dụng điểm tham chiếu tĩnh. Phương pháp này
hơi khác nhau tùy thuộc vào loại encoder đó là quang
hay từ, nhưng nguyên tắc là như nhau.
5/15/2021 31
Phần 5: Encoder

hoạt động Encoder tuyệt
đối
Thiết bị này hoạt động bằng cách xuất ra một
từ kỹ thuật số bit khi trục quay. Trong đó có
hai đĩa, cả hai đều có vòng tròn đồng tâm với
điểm đánh dấu bù. Một đĩa được cố định vào
trục trung tâm, đĩa còn lại di chuyển tự do.
Khi đĩa quay, các điểm đánh dấu dọc theo
rãnh của encoder sẽ thay đổi vị trí trên đĩa
cố định. Mỗi cấu hình dọc theo đĩa
của encoder quay tuyệt đối đại diện cho
một mã nhị phân duy nhất. Dựa vào mã nhị
phân đó mà chúng ta xác định vị trí tuyệt đối
của đối tượng. Đối với các encoder tuyệt
đối quang, điểm đánh dấu là một lỗ mở cho
phép ánh sáng. Còn đối với encoder từ tính,
các điểm đánh dấu là một mảng cảm biến từ
đi qua một nam châm và phát hiện vị trí của
các cực từ.
5/15/2021 32

ứng dụng của Encoder tuyệt đối
• Độ phân giải tổng thể cao hơn so với encoder tương đối
• Hiệu suất khởi động tốt hơn vì thời gian homing thấp (hoặc vị trí ban đầu)
• Phát hiện chuyển động chính xác dọc theo nhiều trục
• Nhiều giao thức đầu ra để tích hợp điện tử tốt hơn
• Phục hồi tốt hơn từ sự cố hệ thống hoặc mất điện
• Sản phẩm cung cấp các lợi thế độc đáo so với các encoder tương đối. Chúng có một mã duy nhất
đối với từng vị trí trục, có nghĩa là chúng có thể cung cấp thông tin vị trí rất độc đáo vì không có hai
vị trí trên rãnh giống hệt nhau. Chúng đo vị trí thực tế bằng cách tạo ra một luồng mã kỹ thuật số
duy nhất đại diện cho vị trí thực tế của encoder. Do đó, chúng không yêu cầu bảng chú dẫn hoặc
điểm tham chiếu. Điều này cũng tạo cho encoder tuyệt đối một lợi thế trong các ứng dụng trở về
vị trí nguồn có thể gây ra sự cố trong trường hợp mất điện.
• Bên cạnh đó, nó còn cung cấp các tùy chọn có độ phân giải cao hơn so với encoder tương đối.
Trong khi các encoder đó phải thêm nhiều gia số vào một rãnh trên đĩa mã hoá, từ đó bị giới hạn ở
kích thước vật lý của đĩa và số lượng xung có thể được giải mã so với tốc độ quay
của encoder (đáp ứng tần số), encoder tuyệt đối thêm các rãnh bổ sung để đạt được độ phân
giải cao hơn và không liên tục tạo ra một luồng xung. Thay vào đó, chúng bị giới hạn bởi số
lần encoder được thẩm vấn trong một khoảng thời gian mẫu nhất định về tốc độ truyền.
5/15/2021 33

Encoder tương đối
• Encoder tương đối là một loại thiết bị mã hóa
chuyển đổi chuyển động góc hoặc vị trí của trục
thành mã tương tự hoặc kỹ thuật số để xác định vị
trí hoặc chuyển động. Đây là một trong những bộ
mã hóa quay được sử dụng phổ biến nhất.
• Thiết bị này có thể được sử dụng trong các ứng
dụng định vị và phản hồi tốc độ động cơ bao gồm
các ứng dụng servo/nhẹ, công nghiệp hoặc các
công việc hạng nặng.
• Một encoder tương đối cung cấp cho chúng ta khả
năng phản hồi khoảng cách và tốc độ tuyệt vời.
Ngoài ra, vì có ít cảm biến liên quan nên các hệ
thống trở nên đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn.
Loại encoder này bị giới hạn bởi chỉ cung cấp thông
tin thay đổi, vì vậy bộ mã hóa yêu cầu thiết bị tham
chiếu để tính toán chuyển động
5/15/2021 34
Phần 5: Encoder

Encoder tương đối
Cấu tạo của một encoder tương đối bao gồm:
• Một bộ thu phát quang (LED phát – LED thu).
• Một hệ thống lỗ (rãnh) được bố trí trên một đĩa tròn hoặc một thanh
thẳng theo một quy tắc nào đó.
2.2.2 Nguyên ly hoạt động Encoder tương đối
Encoder tương đối cung cấp một lượng xung xác định trong một vòng
quay. Đầu ra có thể là một dòng xung duy nhất (kênh A) hoặc hai dòng
xung (kênh A và kênh B) được bù để xác định xoay. Pha này giữa hai tín
hiệu được gọi là cầu phương.
• Việc lắp ráp điển hình của một encoder tương đối bao gồm lắp ráp
trục chính, PCB và vỏ. PCB chứa một mảng cảm biến chỉ tạo ra hai tín
hiệu chính cho mục đích vị trí và tốc độ.
• Tín hiệu bổ sung có thể được cung cấp:
• Một bảng chú dẫn hoặc kênh “Z” có thể được cung cấp dưới dạng một
xung trên mỗi tín hiệu vòng quay để xác minh số lượng xung và số
xung trên các kênh A và/hoặc B. Chỉ số này có thể được kiểm tra theo
A hoặc B ở các trạng thái khác nhau. Nó cũng có thể không được
kiểm soát và có chiều rộng khác nhau.
5/15/2021 35

ứng dụng Encoder tương đối
Thiết bị này có thể được sử dụng trong các ứng dụng định vị và phản hồi
tốc độ động cơ bao gồm các ứng dụng
• Sản phẩm encoder tương đối được thiết kế linh hoạt và có thể tùy chỉnh
để phù hợp với nhiều ứng dụng. Ba loại ứng dụng rộng lớn dựa trên môi
trường là:
• Công việc hạng nặng: môi trường đòi hỏi có xác suất cao về chất gây ô
nhiễm, độ ẩm, nhiệt độ cao hơn, sốc và các yêu cầu chấn động như bột
giấy, giấy, thép và nhà máy gỗ.
• Công việc trong công nghiệp: môi trường vận hành nhà máy chung đòi hỏi
xếp hạng IP tiêu chuẩn, độ sốc, độ rung và thông số nhiệt độ vừa phải
như thực phẩm và đồ uống, dệt may, nói chung là các nhà máy tự động
hóa nhà máy.
• Công việc hạng nhẹ/ servo: môi trường được kiểm soát với các yêu cầu
về độ chính xác và nhiệt độ cao như robot, điện tử và chất bán dẫn.
5/15/2021 36

nhược điểm của cảm biến
• Encoder tuyệt đối:
– Ưu điểm : Giữ được giá trị tuyệt đối khi encoder mất nguồn
– Nhược điểm: Giá thành cao vì chế tạo phức tạp, đọc tí hiệu ngõ
ra khó
• Encoder tương đối:
– Ưu điểm: Giá thành rẻ, chế tạo đơn giản, xử lí tín hiệu trả về dễ
dàng
– Nhược điểm: dễ bị sai lệch về xung khi trả về. Khi đó nếu hoạt
động lâu dài sai số này sẽ tích lũy
5/15/2021 37
Phần 5: Encoder

dụng và video ứng dụng
Ứng dụng về biểu thị tốc độ
• Khi một máy bơm được kết nối với biến tần để bơm chất lỏng vào bồn chứa. Khi
đó chất lỏng chảy vào bồn phải có tốc độ nhất định. Encoder được kết nối với
biến tần sẽ phản hồi tốc độ thực tế dòng chảy của chất lỏng.
Ứng dụng về đo lường
• Khi chúng ta cần cắt các cuộn nhôm dài hàng trăm, hàng nghìn mét thành từng
tấm có kích thước nhất định thông qua máy cắt. Encoder khi đó sẽ được lắp vào
băng tải, đọc nguyên liệu mỗi khi đi qua Encoder và tính độ dài của tấm nhôm từ
khi cho vào đến vị trí cắt. Có thể điều chỉnh dao cắt theo độ dài được yêu cầu
thông qua các thông số về kích thước tấm nhôm.
Ứng dụng về đếm số lượng
• Việc lắp đặt bộ mã hóa Encoder vào chương trình của các băng chuyền sản
phẩm. Nó sẽ giúp chúng ta xác nhận mỗi chai sản phẩm vào và trạm trên băng
chuyền. Nếu các chai không ra khỏi trạm trong khoảng thời gian đã được lập
trình và không đúng như giá trị mà Encoder đã đếm. Cũng có nghĩa là máy móc
đã bị hư hỏng.
5/15/2021 38
Phần 5: Encoder

của Encoder trong ngành cơ khí
• Nói về cấu tạo của máy CNC thì Encoder được trang bị như một thiết bị giúp đo lường và xác định được vị trí chính xác
nhất của các trục máy cũng như vị trí mà dao cắt. Do đó khi sử dụng máy CNC để gia công sẽ đạt được sự chính xác
nhất. Hơn thế nữa, thông qua mà Encoder ghi nhận sẽ báo về hệ thống điều khiển của PLC. Từ đó, người sử dụng có
thể điều chỉnh được vị trí cắt dao nhằm hạn chế sai sót.
• Ứng dụng trong các ngành công nghiệp
+ Ô tô
• Trong ngành công nghiệp ô tô thì Encoder được sử dụng làm cảm biến chuyển động cơ học, có thể được áp dụng để
kiểm soát tốc độ.
+ Điện tử tiêu dùng và thiết bị văn phòng:
• Bộ mã hóa Encoder được sử dụng như thiết bị dựa trên PC, máy in và máy quét.
+ Công nghiệp:
• Encoder được sử dụng trong máy dán nhãn, đóng gói và chế tạo máy với bộ điều khiển động cơ đơn và đa trục.
+ Y tế:
• Bộ mã hóa Encoder được sử dụng trong máy quét y tế, điều khiển chuyển động bằng kính hiển vi hoặc nano của các
thiết bị tự động và bơm phân phối.
+ Quân đội:
• Encoder được sử dụng trong ứng dụng ăng ten định vị.
• + Dụng cụ khoa học:
• Thiết bị khoa học thực hiện các bộ mã hóa Encoder trong việc định vị kính viễn vọng quan sát.
5/15/2021 39

Encoder
5/15/2021 40

tốc độ
1. Cấu tạo, nguyên lý
2. Các loại súng bắn tốc độ
3. Ưu và nhược điểm của cảm biến
4. Mạch ứng dụng và video ứng dụng
5/15/2021 41

nguyên lý
 1.1) Súng bán tốc độ dùng sóng radio
Ban đầu, những khẩu súng bắn tốc độ có cấu trúc giản đơn, bao
gồm một bộ truyền và nhận tín hiệu radio được tích hợp trong một. Bộ
phận truyền radio tạo nên các dao động điện với điện thế thay đổi.
Dao động này làm phát sinh năng lượng điện từ, từ đó tạo thành sóng
điện. Radar chính là một ứng dụng của sóng radio dùng để phát hiện
các vật thể khác nhau. Do sóng radio di chuyển với vận tốc ánh sáng,
nên nếu có một vật thể bất kỳ nằm trong phạm vi sóng, vật thể đó sẽ
phản xạ lại một năng lượng điện từ, và radar thực hiện nhiệm vụ đo
thời gian sóng phát ra đến khi dội về để từ đó tính khoảng cách.
Cùng với sự ra đời của khái niệm Doppler shift (tần số dịch
chuyển), radar còn có thể đo được vận tốc của vật thể. Tùy theo mức
thay đổi của tần số, mà súng radar có thể tính toán tốc độ của xe
đang dịch chuyển.
5/15/2021 42
Phần 6: Súng bắn tốc độ

nguyên lý
Súng bắn tốc độ dùng tia laser
Súng bắn tốc độ sử dụng tia laser đo thời gian kể từ lúc máy
phát ra tia sáng hồng ngoại, đến khi tia sáng tiếp xúc với xe và
phản hồi lại. Lặp lại quá trình này liên tục, hệ thống laser sẽ đo
được khoảng cách của xe. Để tính toán khoảng cách, hệ thống
laser sẽ phát đi liên tục những tia laser hồng ngoại trong một
khoảng thời gian ngắn để có các khoảng cách khác nhau. Bằng
cách so sánh những kết quả khoảng cách thu được này, hệ
thống có thể tính toán chính xác tốc độ của xe. Những hệ thống
bắn sử dụng tia laser này có thể ghi nhận hàng trăm khoảng
cách khác nhau chỉ trong không đầy nửa giây, vì vậy kết quả thu
được có thể nói khá là chính xác.
5/15/2021 43
Phần 6: Súng bắn tốc độ

súng bắn tốc độ
• 2.1 Kiểu lắp máy bắn cố định:
Máy có thể được đặt trong các thành phố lớn hoặc treo trên
những chiếc cầu nơi có điểm giao nhau có phương tiện qua lại trên
đường.
Máy bắn tốc độ cố định có thế ghi lại được tốc độ của xe bởi nó
được trang bị hệ thống cảm biến điện tử được lắp đặt nổi trên mặt
đường. Khi 1 chiếc xe lăn bánh qua, đèn tín hiệu điện từ của máy sẽ
sáng lên. Nếu tốc độ của xe cao hơn tốc độ giới hạn máy sẽ tự động
chụp lại được hình ảnh vi phạm của xe tại thời điểm đó.
Các đồng chí cảnh sát giao thông sẽ ngồi cố định ở một điểm
thuận lợi, hơi khuất, có tầm nhìn xa. Vì súng sử dụng ánh sáng hồng
ngoại nên yêu cầu là trên suốt đường đi của nó không được có một
chướng ngại nào.
5/15/2021 44
Phần 6: Súng bắn tốc độ

súng bắn tốc độ
• 2.2 Kiểu di động “Vừa chạy vừa bắn”:
Vừa chạy vừa bắn là một trong những kiểu bắn mà các đồng chí
cảnh sát giao thông vẫn thường sử dụng với loại máy LaserCam III
đời mới.
Máy không cần phải gắn cố định mà có thể bắn di động bằng
cách lắp trên xe tuần tra. Máy có trang bị GPS để xác định tốc độ di
chuyển của súng, nên có thể bắn cả xe xuôi chiều và ngược chiều.
Ngoài ra máy còn có thể ghi lại cả tọa độ bắn để làm bằng chứng.
Máy có độ nhạy sáng cao nên có thể bắn cả buổi tối mà hình ảnh vẫn
rất rõ nét. Với kiểu bắn này thì khó đỡ cho các quái xế vì không thể
biết cảnh sát giao thông đến từ hướng nào.
5/15/2021 45
Phần 6: Súng bắn tốc độ

súng bắn tốc độ
• 2.3 Kiểu núp sau cây:
Các đồng chí cảnh sát giao thông sẽ ngồi cố định ở một
điểm thuận lợi, hơi khuất, có tầm nhìn xa. Vì súng sử dụng ánh
sáng hồng ngoại nên yêu cầu là trên suốt đường đi của nó không
được có một chướng ngại nào.
Địa điểm ngồi có thể thay đổi, tuy nhiên các bác tài vẫn có
thể phát hiện ra và phòng tránh nhờ cập nhật thông tin liên tục về
các điểm nóng này.
5/15/2021 46
Phần 6: Súng bắn tốc độ

nhược điểm của cảm biến
Ưu điểm:
 Không phụ thuộc vào thời tiết
 Không phụ thuộc vào ánh sang
Nhược điểm:
 Nó là một thiết bị phát và thu sóng liên tục cho nên nó cần phải đặt cố
định một vị trí. Hơn nữa cây súng bắn tốc độ này còn dễ bị phát hiện
bởi những thiết bị đo sóng điện từ đời mới của các bác tài xế. Nó có
thể phát hiện ra chốt dù cách vài cây số, khi phát hiện thì sẽ hú lên cho
chủ nhân giảm tốc lại.
5/15/2021 47
Phần 6: Súng bắn tốc độ

dụng và video ứng dụng
5/15/2021 48
Phần 6: Súng bắn tốc độ
Súng bán
tốc độ
Súng bắn tốc độ
dung lazer
Kiểu cố định Kiểu vừa đi vừa
bắn

thức đo tốc độ khác
1. Đặc điểm của cảm biến
2. Ưu và nhược điểm của cảm biến
3. Mạch ứng dụng và video ứng dụng
5/15/2021 49

đo tốc độ khác
1. Cảm biến điện từ đo vận tốc dài
2. Tốc độ kế sợi quang
3. Máy đo góc tuyệt đối (Resolver)
5/15/2021 50
Phần 7: Các cách thức đo tốc độ khác

điện từ đo vận tốc dài
• Cấu tạo:
 Nam châm vĩnh cửu
 Cuộn dây gắn với đối tượng đo qua hệ thống dẫn động
• Nguyên lý:
 Khi có sự chuyển động tương đối giữa cuộn dây và nam châm trong cuộn
dây xuất hiện một sức điện động cảm ứng
 Trong đó:
 R: bán kính của cuộn dây
 W: số vòng cuộn dây
 B: Cảm ứng từ
 k: Hệ số
 v: Vận tốc dịch chuyển cuộn dây
5/15/2021 51
Phần 7: Các cách thức đo tốc độ khác
2
cv
E rWBv kv

 

điện từ đo vận tốc dài
• Đặc điểm:
 Đo độ dịch chuyển có biên độ nhỏ
 Khoảng đo độ dịch chuyển cỡ vài mm với độ nhạy 1v/m/s
 Với độ dịch chuyển lớn: sử dụng nam châm dịch chuyển trong 2 cuộn
dây được đấu ngược nhau
5/15/2021 52
Phần 7: Các cách thức đo tốc độ khác

kế sợi quang
• Nguyên lý:
 sử dụng hiệu ứng Doppler là dụng cụ đo tốc độ của các đối tượng
bằng cách chiếu tia Laser vào chúng
 Ánh sáng khuyếch tán từ đối tượng tuân theo hiệu ứng Doppler đó là
tần số của ánh sáng khác với tần số của ánh sáng nguồn
 Độ lệch của tần số này phụ thuộc vào tốc độ dịch chuyển của vật
• Đặc điểm:
 Dải đô của cảm biến rộng:
 Sử dụng để đo tốc độ của các đối tượng: Tên lửa, máy bay, tốc độ
dòng chảy
5/15/2021 53
Phần 7: Các cách thức đo tốc độ khác
6 5
10 10 /
m s



góc tuyệt đối (Resolver)
Cấu tạo: Gồm 2 phần
• Phần động
 Gắn liền với trục quay động cơ chứa cuộn sơ cấp được kích thích
bằng sóng mang tần số 2 – 10 kHz
• Phần tĩnh
 Gồm 2 dây quấn thứ cấp (cuộn sin và cos) đặt lệch nhau 90 độ
 Đầu ra của 2 dây quấn thứ cấp ta thu được 2 tín hiệu điều biên:
 Đường bao của kênh tín hiệu ra chứa thông tin về vị trí tuyệt đối của
rotor máy đo, có nghĩa là vị trí tuyệt đối của động cơ
5/15/2021 54
Phần 7: Các cách thức đo tốc độ khác
0 Sin Sin
UU t
  0 Sin Cos
UU t
 
và

góc tuyệt đối (Resolver)
Có 2 cách thu thập thông tích về
• Cách 1:
 Hiệu chỉnh sửa sai gốc thu được trên cơ sở so sánh góc và được cài
đặt sẵn trong 1 số vi mạch sẵn có
 Các vi mạch này cho tín hiệu góc dưới dạng số (độ phân giải 10 – 16
bit / 1 vòng và tốc độ quay dưới dạng tương tự)
• Cách 2:
 Dùng 2 bộ chuyển đổi tương tự – số để lấy mẫu trực tiếp từ đỉnh của
tín hiệu điều chế
 Trong trường hợp này cần đồng bộ chặt chẽ giữa thời điểm lấy mẫu và
khâu tạo tín hiệu kích thích từ 2 – 10 kHz
5/15/2021 55
Phần 7: Các cách thức đo tốc độ khác


find me at
[email protected]