t r ì n h đ ộ đ à o t ạ o
cc

bộ lao động - thơng binh và x hộiã
Tổng cục dạy nghề
Dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (VTEP)
Giáo trình
a)
b)
c)
Hà Nội - 2004
Mô đun/môn học : kỹ thuật tự động điều khiển
bằng điện tử
M sốã Har 02 07
Nghề :(điền tên nghề)
Trình độ( lành nghề)
(Chèn một hình minh hoạ biểu tợng cho mô đun/ môn học )
Logo
(Mặt sau trang bìa)
M tàI liệu:.ã
M quốc tế ISBN :.ã .
2
Tuyên bố bản quyền :
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình
Cho nên các nguồn thông tin có thể đợc
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng
cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo .
Mọi mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc
sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành

mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Tổng Cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách để
bảo vệ bản quyền của mình.
Tổng Cục Dạy Nghề cám ơn và hoan
nghênh các thông tin giúp cho việc tu
sửa
và hoàn thiện tốt hơn tàI liệu này.
Địa chỉ liên hệ:
Dự án giáo dục kỹ thuật và nghề nghiệp
Tiểu Ban Phát triển Chơng trình Học liệu

Lời tựa
(Vài nét giới thiệu xuất xứ của chơng trình và tài liệu)
Tài liệu này là một trong các kết quả của Dự án GDKT-DN ..

(Tóm tắt nội dung của Dự án)
(Vài nét giới thiệu quá trình hình thành tài liệu và các thành phần tham gia)
(Lời cảm ơn các cơ quan liên quan, các đơn vị và cá nhân đ tham gia )ã
(Giới thiệu tài liệu và thực trạng)
TàI liệu này đợc thiết kế theo từng mô đun/ môn học thuộc hệ thống mô đun/môn học của
một chơng trình, để đào tạo hoàn chỉnh
nghề ở cấp trình độ ..
và đợc dùng làm Giáo trình cho học viên trong các khoá đào tạo, cũng có thể đợc sử dụng cho
đào tạo ngắn hạn hoặc cho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và ngời sử dụng nhân lực
tham khảo.
Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ đợc hoàn chỉnh để trở thành giáo trình chính thức trong hệ
thống dạy nghề.
Hà nội, ngày . tháng. năm.
Giám đốc Dự án quốc gia
3

Mục lục
đề mục Trang
Lời tựa .....................................................................................................................2
Mục ..........................................................................................................................3
Bài 1: sơ đồ khối và các chu trình hoạt động của mạch tự động điều khiển....7
Bài 2: Cảm biến. ................................................................................................... 10
Bài 3 : Mạch điều khiển trạng thái cửa xe............................................................20
Bài 4: mạch tự động điều khiển thời điểm đánh lửa ..........................................29
Bài 5: Mạch điện kiểm soát và khai báo mức nhiên liệu...................................34
Bài 6 :Mạch điều khiển hổn hợp nhiên liệu - không khí ...................................38
Bài 7 :mạch tự động đếm tốc độ...........................................................................44
Bài 8 : mạch tự động điều khiển chuyển mạch đa chức năng...........................60
4
Giới thiệu về mô đun/môn học
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun/môn học :
Mô đun /môn học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức vê các hệ thống
mạch tự động điều khiển ứng dụng trong ngành sửa chữa Ôtô, giúp cho học sinh phân tích
đúng mạch điện và lắp đặt, sửa chữa đợc các hệ thống mạch điện đó.
Mục tiêu của mô đun/môn học:

Nhằm đào tạo cho học viên có đày đủ kiến thức:
- Trình bày đúng sơ đồ, chức năng của các khối trong một mạch điện tự động điều
khiển
- Phân tích đúng các chu trình hoạt động cơ bản của một mạch tự đồng điều khiển.
- Trình bày đúng sơ đồ khối và chu trình làm việc của mạch điện (tự động điều
khiển trạng thái cửa, điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu không
khí, khai báo nhiên liệu, đo tốc độ và hệ thống chuyển mạch đa chức năng) trong
ôtô .
- Kiểm tra và thay thế đợc các khối bị h hỏng trong các mạch điện (tự động điều
khiển trạng thái cửa, điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu không

khí, khai báo nhiên liệu, đo tốc độ và hệ thống chuyển mạch đa chức năng) trong
ôtô .

Mục tiêu thực hiện của mô đun/môn học:
Học xong mô đun này học viên thực hiện đợc:
- Trình bày đúng sơ đồ khối và chu trình làm việc của mạch điện (tự động điều khiển
trạng thái cửa, điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu không khí, khai báo nhiên
liệu, đo tốc độ và hệ thống chuyển mạch đa chức năng) trong ôtô .
- Kiểm tra và thay thế đợc các khối bị h hỏng trong các mạch điện (tự động điều khiển
trạng thái cửa, điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu không khí, khai báo nhiên
liệu, đo tốc độ và hệ thống chuyển mạch đa chức năng) trong ôtô .
Nội dung chính của mô đun/môn học
1. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch điện tự động điều khiển.
2. Chức năng và nguyên lý hoạt đông của các khối trong mạch điện tự động điều
khiển.
3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử cảm biến.
4. Phân tích chu trình hoạt động của một số mạch điện tự động điều khiển thông dụng
trong ôtô.
5. Kiểm tra và thay thế các khối bị h hỏng trong các mạch điều khiển chức năng dùng
trong ôtô.
6. Bảo quản tốt thiết bị trong quá trình thực hiện công việc.
Danh sách các bài học :
Bài 1: sơ đồ khối và các chu trình hoạt động của mạch tự động điều
khiển .
Bài 2: Cảm biến.
Bài 3 : Mạch điều khiển trạng thái cửa xe
Bài 4: mạch tự động điều khiển thời điểm đánh lửa
Bài 5: Mạch điện kiểm soát và khai báo mức nhiên liệu
Bài 6 :Mạch điều khiển hổn hợp nhiên liệu - không khí
Bài 7 :mạch tự động đếm tốc độ

5
Bµi 8 : m¹ch tù ®éng ®iÒu khiÓn chuyÓn m¹ch ®a chøc n¨ng.
6
26. .s.c Pan động cơ
xăng
Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề ( sơ đồ này sẽ đợc thay bằng sơ đồ của nghề cụ thể)
( In đậm tên mô đun hoặc môn học đợc đề cập tới trong tài liệu này. Dới đây là ví dụ minh hoạ)


Ghi chú:
(Giải thích sơ đồ, đa ra phơng sách thực hiện mô đun/môn học tuỳ thuộc các đối tợng học: công nhân đ qua sản xuất, chỉ dạy phần lý thuyết ...)ã
Kỹ thuật An toàn và bảo hộ lao động là mô đun cơ bản và bắt buộc. Mọi học viên phải học và đạt kết quả chấp nhận đợc đối với các bài kiểm tra đánh
giá và thi kết thúc nh đ đặt ra trong chã ơng trình đào tạo.
Những học viên qua kiểm tra và thi mà không đạt phải thu xếp cho học lại những phần cha đạt ngay và phải đạt điểm chuẩn mới đợc phép học tiếp
các mô đun/ môn học tiếp theo.
Học viên, khi chuyển trờng, chuyển ngành.nếu đ học ở một cơ sở đào tạo khác rồi thì phải xuất trình giấy chứng nhận; Trong một số trã ờng hợp có thể
vẫn phải qua sát hạch lại.
7
1.Hội nhập nghề sửa chữa
máy tàu thủy
Chính trị
Pháp luật
Giáo dục thể chất
Giáo dục
quốc phòng
Tin học
Ngoại ngữ
2. Điện kỹ thuật
3. Cơ kỹ thuật
4. Nguội cơ bản

trong sửa chữ a
5. Hàn cơ bản trong
sửa chữ a
6. Vật liệu trong
ngành cơ khí
28. Cấu tạo động
cơ đốt trong
29. Nguyên lý
động cơ đốt trong
30.Trang bị điện máy
tàu
31. Kỹ thuật máy
tàu thủy
32. Công nghệ
sửa chữa
8.s.c Hệ thống
cung cấp điện
11. .s.c Hệ thống
khởi động khí nén
12.s.c. Cơ cấu chính
và thân động cơ
18. .s.c Hệ thống
nhiên liệu Diesel
bơm cao áp đơn
21. .s.c Hệ thống
truyền lực cơ khí
24. .s.c Hệ thống
nhiên liệu xăng
dùng bộ chế hòa khí
9. .s.c Hệ thống

đánh lửa
13. .s.c Hệ thống
làm mát
14. .s.c Hệ thống
bôi trơn
16. .s.c Cơ cấu phân
phối khí
19. .s.c Hệ thống
nhiên liệu Diesel
bơm cao áp thẳng
22. .s.c Hệ thống
truyền lực thủy
lực
10. .s.c Hệ thống
khởi động bằng điện
15. .s.c Hệ thống
tín hiệu động cơ
17. .s.c Hệ thống
tăng áp
20. .s.c Hệ thống
nhiên liệu Diesel
bơm cao áp phân
23. .s.c Hệ thống
điều khiển tàu
25. Chạy rà và điều
chỉnh động cơ
27. .s.c Pan động cơ
Diesel
7. dung sai và vẽ
kỹ thuật

kỹ thuật an toàn và
bảo hộ lao động
Các hình thức học tập chính trong mô đun/môn học
Học trên lớp về :
- Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của mạch điện tự động điều khiển.
- Chức năng và nguyên lý hoạt đông của các khối trong mạch điện tự động điều khiển.
- Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử cảm biến.
- Phân tích chu trình hoạt động của một số mạch điện tự động điều khiển thông dụng
trong ôtô.
Học tại phòng học chuyên môn hoá về :
Thực tập tại xởng trờng về :
- Kiểm tra và thay thế các khối bị h hỏng trong các mạch điều khiển chức năng dùng
trong ôtô.
- Bảo quản tốt thiết bị trong quá trình thực hiện công việc.
Tham quan thực tế về :
Tự nghiên cứu và làm bài tập về :
Yêu cầu về đánh giá hoàn thành mô đun/môn học
Kiến thức:
- Trình bày đợc đầy đủ các yêu cầu, nhiệm vụ và cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của
các bộ phận hệ thống khởi động ôtô.
- Giải thích đúng những hiện tợng, nguyên h hỏng và phơng pháp bảo dỡng, kiểm tra
và sữa chữa các bộ phận hệ thống điều khiển bằng điện tử
Phơng pháp đánh giá:
- Qua các bài kiểm tra viết và trắc nghiệm điền khuyết đạt yêu cầu 60%
Cơ sở đánh giá:
- Qua sự đánh giá của giáo viên và tập thể giáo viên
kỹ năng:
- Tháo lắp, kiểm tra và bảo dơng, sửa chữa đợc các h hỏng chi tiết, bộ phận đúng quy
trình, quy phạm và đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật trong sửa chữa.
- Sử dụng đúng, hợp lý các dụng cụ kiểm tra, bảo dỡng và sửa chữa đảm bảo chính

xác và an toàn.
- Chuẩn bị, bố trí và sắp xếp nơi làm việc vệ sinh,an toàn và hợp lý.
- Qua các bài kiểm tra viết và trắc nghiệm điền khuyết đạt yêu cầu 60%
Cơ sở đánh giá:
- Qua sự nhận xét, tự đánh giá của học viên, của khách hàng và của tập thể giáo viên.
- Kết quả bài thực hành đạt yêu cầu 70% .
Thái độ:
- Chấp hành nghiêm túc các quy định về kỹ thuật, an toàn và tiết kiệm trong bảo dỡng,
sửa chữa.
- Có tinh thần trách nhiệm hoàn thành công việc đảm bảo chất lợng và đúng thời gian .
- Cẩn thận, chu đáo trong công việc luôn quan tâm đúng, đủ không để xảy ra sai sót.
Phơng pháp đánh giá:
- Qua sự quan sát trực tiếp trong qúa trình học tập của học viên.
Cơ sở đánh giá:
- Qua nhận xét của giáo viên, tự đánh giá của học viên, tập thể giáo viên và của khách
hàng
8
Bài 1
sơ đồ khối và các chu trình hoạt động của mạch tự động
điều khiển M bàiã : HAR 02 07 01
Giới thiệu :
Bài học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức vê các hệ thống mạch tự động
điều khiển ứng dụng trong ngành sửa chữa Ôtô, giúp cho học sinh phân tích đúng mạch điện và
lắp đặt, sửa chữa đợc các hệ thống mạch điện đó.
Mục tiêu thực hiện:
- Trình bày đúng sơ đồ khối tổng thể của một mạch tự động điều khiển.
- Trình bày đúng chức năng và nhiệm vụ của các khối trong mạch tự động điều khiển
- Trình bày đúng nguyên lý hoạt động và lĩnh vực sử dụng của các chu trình tự động
điều khiển cơ bản.
Nội dung chính:

I. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động tổng thể của một mạch điện tự động điều khiển.
II Chức năng và nhiệm vụ của các khối trong mạch điện tự động điều khiển.
1. Khối giao diện thông tin điều khiển
2. Khối đệm và phối hợp trở kháng ngõ vào
3. Khối xử lý thông tin điều khiển .
4. Khối xử lý tín hiệu điều khiển.
5. Cơ cấu chấp hành.
III. Các chu trình hoạt động cơ bản của mạch tự động điều khiển.
1. Chu trình đờng thẳng.
2. Chu trình theo vòng kính.
3. Chu trình rẻ nhánh.
Học tại phòng học lý thuyết theo phơng pháp thuyết trình
có thảo luận
I. Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động tổng thể của một mạch điện tự động điều khiển.
Thông thờng một mạch điều khiển tự động có sơ đồ khối tổng thể nh sau :
II. Chức năng và nhiệm vụ của các khối trong mạch điện tự động điều khiển.
1. Khối giao diện thông tin điều khiển
Khối giao
tiếp thông
tin điều
khiển
Khối đệm
và phối
hợp trở
kháng
ngõ vào
Khối xử
lý thông
tin điều
khiển

Khối xử lý
tín hiệu
điều
khiển
Cơ cấu
chấp
hành
Thông
tin
điều
khiển
Đối tư
ợng
điều
khiển
9
- Tiép nhận thông tin điều khiển ở các dạng vật lý nh ánh sáng, độ ẩm ,nhiệt độ ,áp
suất ,âm thanh..vv.
- Cảm biến những thông tin đièu khiển ở các trạng tháI vật lý thánh tín hiệu điện tơng ứng
.Tín hiệu này có quy luật biến đổi phản ánh đúng trạng tháI của thông tin điều khiển tác động
vào.
2. Khối đệm và phối hợp trở kháng ngõ vào
- Sau khi thông tin điều khiển đợc cảm biến thành tín hiệu điện, tín hiệu này có biên độ
rất nhỏ. Bởi vậy,khối đệm và phối hợp trở kháng ngõ vào có nhiệm vụ phối hợp trở kháng giữ
khối giao diện điều khiển với khối xử lý thông tin điều khiển nhằm giảm nhỏ mức suy hao trên đ-
ờng truyền đối với tín hiệu đợccảm biến.
3. Khối xử lý thông tin điều khiển .
-Thông thờng tín hiêu đa đến cho khối này gồm tín hiệu cảm biến thông tin điều khiển, tín
hiệu đặt chuẩn và tín hiệu phản hồi từ đối tợng điều khiển. Khối xử lý thông tin điều khiển có
nhiệm vụ :

- Lọc loại bỏ nhiễu và sửa dạng tín hiệu để đợc hình dáng theo yêu cầu kỹ thuật.
- So sánh các tín hiệu cảm biến và tín hiệu phản hồi từ đối tợng điều khiển với mức đặt
chuẩn đề tạo tín hiệu điều khiển.
4. Khối xử lý tín hiệu điều khiển.
- Trong các mạch tự động điều khiển khối xử lý tín hiệu điều khiển có tảI là các cơ cấu
chấp hành, các tảI này thờng có công suất tơng đối lớn .Do đó tín hiệu điều khiển có đủ công
suất để động tác các cơ cấu chấp hành thì nó phảI có biên độ khá lớn . Bởi vậy, khối xử lý tín
hiệu điều khiển có tác dụng khuếch đại tuyến tính tín hiệu điều khiển .
5. Cơ cấu chấp hành.
III Các chu trình hoạt động cơ bản của mạch tự động điều khiển.
1. Chu trình đờng thẳng.
- Chu trình đờng thẳng hay có thể gọi là (chu trình hở) . Loại chu trình này mô tả đờng đI
của thông tin điều khiển trong các mạch điện không cần có khai báo của đại lờng phản hồi từ
phía đối tợng điều khiển.
- Quá trình chuyển vận của thông tin điều khiển trong mạch điện theo chu trình đờng
thẳng đợc mô tả trong sơ đồ khối sau:
2. Chu trình theo vòng kính.
- Chu trình đờng vòng hay có thể gọi là (chu trình kính) . Loại chu trình này mô tả đờng đI
của thông tin điều khiển trong các mạch điện cần có khai báo của đại lờng phản hồi từ phía đối
tợng điều khiển.
Khối giao
tiếp thông
tin điều
khiển
Khối đệm
và phối
hợp trở
kháng
ngõ vào
Khối xử

lý thông
tin điều
khiển
Khối xử lý
tín hiệu
điều
khiển
Cơ cấu
chấp
hành
Thông
tin
điều
khiển
Đối tư
ợng
điều
khiển
10
- Quá trình chuyển vận của thông tin điều khiển trong mạch điện theo chu trình đờng
vòng đợc mô tả trong sơ đồ khối sau:
Trong sơ đồ trên (-M)là đại lợng khai báo trạng tháI đầu ra của đối tợng điều khiển
3. Chu trình rẻ nhánh.
- Chu trình rẻ nhánh hay có thể gọi là (chu trình điều kiện) . Loại chu trình này mô tả đ-
ờng đI của thông tin điều khiển trong các mạch điện cần có điều kiện rẻ nhánh.
- Quá trình chuyển vận của thông tin điều khiển trong mạch điện theo chu trình rẻ nhánh
đợc mô tả trong sơ đồ khối sau:
Trong sơ đồ khối ta thấy rằng, tạikhối xử lý thông tin điều khiển
Nếu thông tin điều khiển trùng với điều kiện đặt ra thì tín hiệu điều khiển sẽ đợc truyền
theo đờng y

1
đến đối tợng .
Nếu thông tin điều khiển khác với điều kiện đặt ra thì tín hiệu điều khiển sẽ đợc truyền theo đờng
y
2
.
Tự nghiên cứu và làm bài tập
- Trình bày sơ đồ khối tổng thể của một mạch tự động điều khiển.
- Trình bày chức năng và nhiệm vụ của các khối trong mạch tự động điều khiển
- Trình bày nguyên lý hoạt động và lĩnh vực sử dụng của các chu trình tự động điều
khiển cơ bản.
Khối giao
tiếp thông
tin điều
khiển
Khối đệm
và phối
hợp trở
kháng
ngõ vào
Khối xử
lý thông
tin điều
khiển
Khối xử lý
tín hiệu
điều
khiển
Cơ cấu
chấp

hành
Thông
tin
điều
khiển
Đối tư
ợng
điều
khiển
-M
Khối giao
tiếp thông
tin điều
khiển
Khối đệm
và phối
hợp trở
kháng
ngõ vào
Khối xử
lý thông
tin điều
khiển
Khối xử lý
tín hiệu
điều
khiển
Cơ cấu
chấp
hành

Thông
tin
điều
khiển
Đối tư
ợng
điều
khiển
Y
2
Y
1
11
Bài 2

Tên bài : Cảm biến. M bàiã : HAR 02 0702
Giới thiệu :
Cảm biến trông hệ thống điều khiển tự động,tự động hoá sản xuất công nghiệp cũng nh
các hệ thống thông tin đo lờng,bộ cảm biến làm nhiệm vụ cảm biến thông tin , xác định đối t-
ợng ,vị trí đối tợng các thống số của đối tợng và biến đổi thông tin cảm nhận đợc đó thành tín
hiệu điện các bộ cảm biến đó có thể tiếp xúc trực tếp hoặc gián tiếp với đối tợng cần cảm nhận.
Các bộ cảm biến tiếp xúc ngày càng đợc áp dụng rộng rải để thay thế cho các cảm biến tiếp xúc
Mục tiêu thực hiện:
Học xong bài này học viên sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các phần tử cảm biến thờng dùng trong
mạch điện ôtô.
- Kiểm tra đợc chất lợng, cực tính của các phần tử cảm biến bằng VOM
Nội dung chính:
I- Cấu tạo ,nguyên lý hoạt động và lĩnh vựic sử dụng của các phần tử cảm biến thờng dùng
trong mạch điện ôtô.

1. Cảm biến quang - điện
2. Cảm biến nhiệt - điện .
3. Cảm biến cơ - điện
4. Cảm biến từ trờng - điện
II- Kiểm tra chất lợng, cực tính và cân chỉnh các phần tử cảm biến
1. Cảm biến quang - điện.
2. Cảm biến nhiệt - điện .
3. Cảm biến cơ - điện
4. Cảm biến từ trờng - điện
Học tại phòng học lý thuyết theo phơng pháp thuyết trình
có thảo luận
I- Cấu tạo ,nguyên lý hoạt động và lĩnh vựic sử dụng của các phần tử cảm biến thờng
dùng trong mạch điện ôtô.
1. Cảm biến quang - điện
Trong kỹ thuật ngời ta có thể dùng nhiều cấu trúc để cảm biến quang điện nh :
Cảm biến vị trí kiểu quang học hay cảm biến lân cận kiểu quang học bao gồm 2 phần .
- Nguồn phát sáng E (hay bộ phát);
- Bộ nhận sáng R.
Bộ phát sáng sẽ phát ra ánh sáng hớng tới bộ nhận .Phần tử chủ yếu của bộ phát là một
bóng đèn nhỏ hay một LED. ánh sáng phát ra có thể là ánh sáng trong thấy hay ánh sáng hồng
ngoại không trông thấy .ánh sáng thờng đợc tập trung và định hớng qua một hệ thấu kính hay ở
ngay đầu LED rồi hớng tới bộ nhận .
Phần tử chủ yếu của bộ nhận là điôt quang,điện trở quang,tranzito quang hoặc thyritsto
quang. Khi các phần tử này bị ánh sáng chiếu vào ,điện trở của chúng thay đổi hoặc chúng làm
thông mạch và từ đó tác động vào mạch điều khiển .
12
Bộ phát E và bộ nhận R trong cảm biến quang học có thể tách rời nhau (hình 3 - 4a)hoặc
ghép trong cùng một khối (hình 3- 4b,c,d).

Có 4 cách bố trí bộ phát và bộ nhận thờng dùng :

- Kiểu bố trí ánh sáng xuyên (hình 3- 4a) :Bộ nhận luôn nhận đợc ánh sáng .Khi đối tợng
cần nhận biết lớt qua ,ánh sáng sẽ bị chặn và lợng ánh sáng tới bộ nhân bị thay đổi sẽ làm bộ
nhân phản ứng và tác động vào mạch .
- Kiểu bố trí ánh sáng phản xạ ngợc ( hình 3- 4b):cách làm việt tơng tự kiểu ánh sáng
xuyên.
- Kiểu bồ trí ánh sáng phản xạ (hình 3 - 4c): Bình thờng ,bộ nhận không nhận đợc ánh
sáng . Khi có đối tợng cần nhận biết ,ánh sáng bị phản xạ từ đối tợng
và bộ nhận nhận đợc ánh sáng và mạch bị thay đổi trạng thái .
- kiểu bố trí ánh sáng phản xạ khuếch tán (hình 3 - 4d):bộ nhận sẻ tác động khi có ánh
sáng phản xạ khuếch tán từ đối tợng cần nhận biết hắt lại.
Các cảm biến quang học đợc sử dụng phổ biến trong các trong các công tắc quang học
vì chúng có thể phát hiện đợc cả vật thể phi kim loại mà không cần tiếp xúc với vật , có tuổi thọ
cao ,không rung động và tắc động nhanh .Nhợc điểm của cảm biến loại này là độ chính xác của
tắc đông sẻ bị hạn chế khi môi trờng làm việc gây ảnh hởng đến luồng ánh sáng nh bụi khói
hoặc khi vật nhận biết là trong suốt với mọi ánh sáng (trong cách bố trí ở hình (8.5.a,b)
Hoạc khi vật cần nhận biết là màu tối(trong cách bố trí ở hình 3 - 4,c,d)
xảy ra khi gốc tới lớn hơn gốc phản xạ toàn phần (hình 3 - 5).
Gần đây, trong kỹ thuật đã sử dụng nhiều cảm biến quang học có sợi quang .Sợi quang ứng
dụng hiện tợng phản xạ toàn phần khi ánh sánh chiếu từ môi trờng trong suốt có hệ số chiết
E
R
E R E R E
a)
R
b)
ĐT
c)
ĐT ĐT ĐT
d)
Hình 3- 4 :Các cách bố trí bộ phát E và bộ nhận R

13
quang
1
n
lớn qua mặt phân cách sang một môi trờng khác có môi trờng chiết suất n
2
nhỏ hơn
.Hiện tợng phản xạ toàn phần (hình 3 - 5)
Sợi quang thông thờng có dạng trụ với lõi bằng vật liệu thạch anh hoạc thuỷ tin đa thành
phần hoặc bằng nhựa tổng hợp trông suốt với chiết suất lớn hơn rất nhiều so với không khí .Bên
ngoài lõi là một màng vỏ lam fbằng chất có chiết suất nhỏ hơn .Nh trên hình (3 - 6),ánh sáng đi
vào sợi quang qua mặt đầu của sợi quang và phẩn xạ toàn phần liên tục giữa mặt phân cách và
màng vỏ rồi ra ngôẳi mặt đầu kia của sợi .
Những tia sáng không phản xạ toàn phần đợc thì xuyên ra ngoài sợi quang và gây ra
hiện tợng tổn hao năng lợng ánh sáng truyền.
Các sợi quang đợc chế tạo để sợi có uốn thì phần lớn ánh sáng vẫn xuyên đợc dọc sợi
Ưu điểm của loại này là có thể nhận biết đợc những vật có kích thớc nhỏ,chịu đựng đợc
trong các môi trờng rung động mạnh .Do sơi quang có đờng kính nhỏ nên có thể luồn lách và đặt
ở những nơi rất hẹp
2. Cảm biến nhiệt - điện .
Cảm biến nhiệt độ dựa vào hiện tợng các phần tử tham gia cảm biến có điện trở thay đổi
hay xuất điện động khác nhau khi nhiệt độ của chúng thay đổi.
- Cảm biến nhiệt điện trở.
Cảm biến nhiệt điên trở là cảm biến mà khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở của nó thay đổi
theo một quy luật (đã biết).
Khúc xạ
Phản xạ toàn phần
Hình 3 - 5
Hình 3 - 6 : Truyền ánh sáng trong sợi quang
14

Cảm biến nhiệt điện trở có thể đợc chế tạo từ kim loại (thờng là pt,Ni,CU)hay từ chất bán
dẫn (MgO ,Mn
2
O
3
,MgAl
2
O
4
,NiO)
Hệ số nhiệt độ của cảm biến nhiệt điện tở có thể dơng (khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng)
hoặc âm (khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm ).
Cảm biến nhiệt điện trở bán dẩn có độ nhạy nhiệt cao ,gấp hàn chục lần nhiệt điện trở
kim loại.
Dải nhiệt độ cảm biến của các loại cảm biến nhiệt độ rông (từ -200

C
ữ
+300

C).Với
cảm biến nhiệt điện trở kim loại pt có thể lên tới 1000

C .Hình 2- 3 là kết cấu một số loại cảm
biến nhiệt điện trở .

- Cảm biến nhiệt ngẫu
Cặp nhiệt ngẫu hay cặp nhiệt điện là hai thanh (dây) kim loại khác nhau đợc hàn lại với
nhau nh hình 2- 4a.


15
Khi nhiệt độ hai mối hàn giống nhau thì mạch tạo bởi hai thanh kim loại không có dòng
điện .Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau thì mạch có dòng điện ,gọi là dòng nhiệt điện .Nguyên
nhân là ở mối hàn 2 kim loại có sự khuếch tán điện tử từ kim loại có mật độ điện tử lớn sang kim
loại có mật độ điện tử nhỏ và làm xuất hiện một hiệu điện thế tiếp xúc .Hiệu điện thế tiếp xúc
này phụ thuộc vào bản chất 2 kim loại và vào nhiệt độ tiếp xúc .Nhiệt độ càng cao ,hiệu điện thế
tiếp xúc này càng lớn .khi nhiệt độ 2 mối hàn khác nhau thì các hiệu điện thế tiếp xúc khác nhau
và trong toàn mạch kín sẽ có tổng các hiệu điện thế tiếp xúc khác không và hình thành dòng
điện trong mạch kín (hình 2- 5).


Sức điện động tổng trong toàn mạch có thể đo bằng milivôn kế nh hình 2- 4b.
Nếu giữa nhiệt độ t
0
0
không đổi và t
0
là nhiệt độ môi trờng cần xác định thì:
E= At

- At
0
0
= At
0
- B=C(t
0
)
Trong đó :A, B, C là các hằng số.
Vậy,khi biết sức điện đông E (bằng milivôn kế) và nhiệt độ t

0
0
,có thể xác định đợc t
0
1
.Đây
là nguyên lí của cảm biến nhiệt ngẫu thờng đợc ứng dụng để xác định nhiệt độ đối tợng .
Thực tế ,cặp nhiệt điện (nhiệt ngẫu ) bán dẫn thờng đợc sử dụng nhiều hơn vì sức nhiệt
điện động lớn hơn của kim loại .Để có sức nhiệt điện động lớn ,ngời ta thờng ghép nối tiếp nhiều
cặp nhiệt điện lại thành bộ .Cặp nhiệt điện đợc lồng vào ống sứ cách điện và bảo vệ bởi vỏ thép
không rỉ ,chịu nhiệt độ cao .Đầu dây nối ra mạch ngoài đơc nối vào hộp dây nối (hình 2- 6)
16
.

Nhiệt độ đầu tự do t
0
0
đợc duy trì ổn định ở 0
0
C (nớc đá đang tan).Thực tế ,nhiệt độ t
0
0
là
nhiệt độ môi trờng nên để khử sai số của cảm biến nhiệt độ ,ngời ta dùng phơng pháp bù .Hình
2- 7 là một phơng pháp bù thờng dùng .Điện áp nhiệt điện cần đo (tỉ lệ với nhiệt độ đo )đơc mắc
xung đối với một điện áp trên R cấp từ nguồn E sao cho điện kế G chỉ 0.Độ chính xác phép đo
phụ thuộc độ chính xác của điện trở R và độ ổn định của nguồn E.

3. Cảm biến cơ - điện
- Chứcnăng , tác dụng của cảm biến áp suất và lực :Cảm biến áp suất và lc đợc sử dụng

rất phổ biến trong đo lờng và trong các hệ thống kiểm soát tự động .Cảm biến áp suất và lực có
nhiều kiểu ,loại khác nhau.
- Cảm biến áp suất : Dới tác dụng của áp suất ,một vật có thể bị biến dạng hoặc chuyển
động .Để cảm nhận áp suất ,ngời ta thờng dùng các cảm biến nh ống ,tấm .
Hình 5-3 biểu thị một số cảm biến áp suất cơ bản thờng đợc sử dụng .Hình 5-3a là ống
Buốc - đông(bourdon)kim loại hình chử C.Khi áp suất khí trong ống tăng lên thì đầu tự do chử C
duỗi ra .Hình 5-3b là ống Buốc - đông lò xo .
Khi áp suất khí trong ống lò xo tăng lên thì đầu tự do của lò xo xoay chuyển một góc.
Hình 5- 3b là cảm biến áp suất loại màng . Màng sẽ căng phồng ra khi áp suất khí trong
buồn tăng lên. Hình 5 - 3d là cảm biến áp suất dùng màng nhăn (lợn sóng).
17


- Cảm biến lực:Cảm biến lực dạng cơ - điện là các phần tử mà dới tác dụng của lực
ngoài sẽ thay đổi tính chất điện của chúng .
Cảm biến điện trở ten- xơ (điện trở lực căng)
Đây là loại cảm biến mà dới tác dụng của lực gây biến dạng thì điện trở của nó thay
đổi .Vật liệu làm cảm biến điện trở ten xơ là một số kim loại ,hợp kim (thờng là constantan,no
crôm)hoặc bán dẩn ( nh silic đơn tinh thể pha tạp chất ).

R=KR
l
l
trong đó :k-hệ số phụ thuộc và biến dạng .
Vật liệu bán dẩn có hệ số k lớn hơn nhiều của kim loại .Dới tác dụng của lực (ngoài ) điện
trở ten xơ bị biến dạng và điện trở của nó thay đổi ,từ đó làm thay đổi mạch mà nó tham gia
vào ..
- Cảm biến áp điện
Cảm biến áp điện dựa vào hiệu ứng điện có ở một số vật liệu nh thạch anh ,muối sê -
nhét Đó là hiện tợng xuất hiện các điện tích trái dấu trên bề mặt đối diên của vật liệu khi chịu tác

động của lực (biến thiên).Điện tích biến mmất khi lực ngừng tác động .
Cảm biến điện phổ biến là phiến thạch anh đợc căt ra từ tinh thể thạch anh ( hình 8.17)
theo một góc độ nhất định .
Hình 5 - 4:tinh thể thạch anh (a)và phần tử cảm biến áp điện đợc cắt ra (b)
Khi chịu lực nén theo trục x , điện tích xuất hiện nh hình 5- 4b .Khi chịu lực nén theo truc
Y , điện tích xuất hiện xẽ trái dấu .Khi chịu lực kéo , điện tích xuất hiện ngợc dấu khi nén .
18
4. Cảm biến từ trờng - điện
Cảm biến vị trí
Cảm ứng vị trí theo kiểu cảm ứng là một mạch từ hở có cuộn dây xoay chiều .Ki cuộn dây
đợc câp điện áp ,từ trờng của nó đợc khép kính và phần không khí phía trên .vì mạch t hở nên t
trở rất lớn, độ từ cảm nhỏ và điện kháng nhỏ nên dòng điện qua cuộn dây lớn.
Khi miếng sắt gắn với vật chuyển động lớt qua mạch từ , mạch từ đợc khép kính. Lúc đó
từ trở giảm và từ thông tăng mạnh , điện kháng cuộn dây tăng và dòng điện qua cuộn dây giảm.
19
Nêú rơ le là loại rơ le một chiều thì ngời ta mắc nối tiếp rơ le một cầu điốt (hình 2-13).Từ
đó,nếu mắcnối tiếp với cuộn dây một rơle thì không có miếng sắt ,rơle sẽ hút. Khi có miếng sắt
thì rơ le sẽ nhả các tiếp điểm của rơ le sẽ điều khiển các mạch cần thiết
Để nâng cao tác động của rơle cuộn dây 2 đợc mắc song song với một tụ điện C sao cho
tạo mạch cộng hỡng LC tạo ra mạch cộng hởng dòng điện khi miếng sắt 3 khép kín mạch từ 2
(hình 2 -12)
Hình 2- 14a trình bày một cảm biến vị trí cảm ứng dạng khác .
Hình 2-14 a :Cảm biến vị trí dùng mạch từ hở
Bình thờng ,mạch từ hở ,từ thông móc vòng từ cuộn dây 1 qua cuộn dây 4 yếu và sức
điện động cảm ứng trong cuộn dây 4 nhỏ ,rơle không tác động .Khi có miếng sắt động lớt qua
,khép kín mạch từ ,từ thông tăng mạnh và do đó sức điện động cảm ứng ở cuộn 4 lớn .Rơle tác
động .
Cảm biến vị trí kiểu điện từ chỉ có tác dụng đối vớ các vật liệu từ sắt
20
. Hình 2-14b là cảm biến dùng rơ le lởi gà

Rơle có kích thớt rất nhỏ ,tần số thao tác lớn .Hai tiếp điểm bằng platin 1 gắn ở hai đầu
thanh dẫn bằng thép lò xo 2 kiểu lởi gà đặt trong ống thuỷ tinh 3 đã hút hết không khí hoặc chứa
một lợng nhỏ khí trơ để dập tắt hồ quang .Khi có thanh nam châm NS lớt qua ,từ trờng nam
châm làm 2 thanh dẩn nhiễm từ ,các tiếp điễm một hút nhau và nối kín mạch .Khi không có nam
châm NS,lực đàn hồi của hai thanh dẩn 2 sẻ mở tiếp điểm.
Đo khoảng cách 2 tiếp điểm nhỏ nên thời gian tác động nhanh (0.4 ữ 2,0)ms và tần số
thao tác lớn (400 ữ 2000) lần/s.
Tự nghiên cứu và làm bài tập
Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động và lĩnh vựic sử dụng của các phần tử cảm biến th-
ờng dùng trong mạch điện ôtô.
- Cảm biến quang - điện
- Cảm biến nhiệt - điện .
- Cảm biến cơ - điện
- Cảm biến từ trờng - điện
Học tại xởng thực hành
II- Kiểm tra chất lợng, cực tính và cân chỉnh các phần tử cảm biến
Cảm biến quang - điện.
Cảm biến nhiệt - điện .
Cảm biến cơ - điện
Cảm biến từ trờng - điện


21
Bài 3

Mạch điều khiển trạng thái cửa xe M bài: HAR 02 07 03ã
Giới thiệu :
Bài học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức vê các hệ thống mạch điện tự
động điều khiển trạng thái cửa xe ứng dụng trong ngành sửa chữa Ôtô, giúp cho học sinh phân
tích đúng mạch điện và lắp đặt, sửa chữa đợc các hệ thống mạch điện đó.

Mục tiêu thực hiện:
Học xong bài này học viên sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng sơ đồ khối, chu trình và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển
trạng thái cửa xe .
- Trình bày đúng hình dạng , đặc điểm của tín hiệu tại ngõ vào và ra các khối
- Kiểm tra và thay thế đợc các khối bị h hỏng trong mạch điều khiển trạng thái cửa xe
Nội dung chính:
I- Sơ đồ khối ,nguyên lý hoạt động và lĩnh vực sử dụng của mạch điều khiển trạng thái cửa xe
II- Hình dạng, đặc điểm, tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện các khối
1. Hình dạng, đặc điểm, tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện khối cảm biến tơng tác.
2. Hình dạng, đặc điểm, tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện khối khuếch đại tín hiệu
cảm biến tơng tác.
3. Hình dạng, đặc điểm, tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện khối chuyển mạch đống
ngắt và duy trì trạng thái cửa
III- Kiểm tra và thay thế các khối bị hỏng trong mạch điều khiển trạng thái cửa xe
1- Kiểm tra thay thế khối cảm biến tơng tác.
2- Kiểm tra thay thế khối khuếch đại tín hiệu cảm biến tơng tác.
3- Kiểm tra thay thế khối chuyển mạch đống ngắt và duy trì trạng thái cửa.
Học tại phòng học lý thuyết theo phƯơng pháp thuyết
trình có thảo luận
I- Sơ đồ khối ,nguyên lý hoạt động và lĩnh vực sử dụng của mạch điều khiển trạng thái
cửa xe
1. Sơ đồ khối :
Chức năng các khối
Khối phát
tia hồng
ngoại
Cảm biến
và KĐ tí
hiệu cảm

biến
Khối định
thời
Khối điều
khiển
Khối nguồn
nuôi
22
Khối phát : tạo ra xung vuông có tần số cao đa vào cấp cho Led phát hồng ngoại phát đi
Khối thu : lấy xung điều khiển cảm ứng qua Led thu hồng ngoại khếch đại lên đủ lớn đa
tới khối định thời
Khối định thời: lấy tín hiệu xung điều khiển từ khối thu và khuếch đại đa đến làm trễ trong
một khoảng thời gian sau đó lấy tín hiệu này đa đến khối điều khiển
Khối nguồn nuôi: tạo ra các mức điện áp ổn định cấp cho các khối chức năng va Motor
2. Mạch điện nguyên lý.
Nguyên lý hoạt động của mạch của mạch điện nh sau :
Khi không có ngời Led hồng ngoại nhận đợc tín hiệu hồng ngoại từ Led phát đến , nội trở của
Led thu hồng ngoại giảm thấp , dòng định thiện đầu vào chân 2 lớn điện áp đầu vào chân 2
tăng cao hơn điện áp đầu vào chân 3 do đó , điện áp đầu ra chân 1 IC LM324 ở mức thấp
không có dòng kích đa đến chân 8 của IC AN 6884 điện áp đầu ra chân 1 cao điện áp đầu
ra của chân E của T2 cao UBE của T2 dới ngỡng mở T2 ngắt không có dòng điện chạy
qua cuộn L1 của Rơle1 Role 1 không tác động đóng tiếp điểm cửa đóng
Khi có ngời Led hồng ngoại không nhận đợc tín hiệu hồng ngoại từ Led phát đến, nội trở
của Led thu hồng ngoại tăng cao , dòng định thiện đầu vào chân 2 giảm thấp điện áp đầu vào
chân 2 bằng 0 thấp hơn điện áp đầu vào chân 3 do đó , điện áp đầu ra chân 1 IC LM324 ở
mức cao có dòng kích đa đến chân 8 của IC AN 6884 điện áp đầu ra chân 1 giảm điện áp
đầu ra của chân E của T2 giảm UBE của T2 vợt qua ngỡng mở T2 thông mạnh , có dòng
điện chạy qua cuộn L1 của Rơle1 Role 1 tác động đóng tiếp điểm cửa mở.
23
L6

VR
R13
-
+
+
101
3
2
C1
R49
R2
R7
R43
R1
D11
C3
R9
L4
R4
D17
D19
L5
R6
R3
R8 R12
T1A
2
C2
R5
24

II- Hình dạng, đặc điểm ,tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện các khối
1. Hình dạng, đặc điểm ,tín hiệu tại ngõ vào và ra của mạch điện khối cảm biến tơng
tác.
- Cấu tạo của IC NE 555
Bộ phận áp : do ba điện trở 5k

nối nối tiếp tạo thành mạch phân áp cũng cấp điện áp
chuẩn cho hai bộ so sánh
Bộ so sánh: do bộ khuếch đại thuật toán tạo thành, tác dụng chính của nó là thực hiện
việc so sánh giữa điện áp đầu vào và điện áp gốc chuẩn để đa ra hai mức logic (0) (mức
thấp), hoặc (1) (mức cao) mà không biểu thị trị số điện áp cụ thể.
Bộ Trigơ R-S : là bộ phận chính của IC 555 do hai cổng NAND kết hợp tạo thành
Đầu ra lấy từ đầu Q của bộ Trigơ RS qua bộ đảo pha khuếch đại để naang áp cho phụ
tảI IC 555
Chuyển mạch phóng điện: là mạch dùng Tranzitor T, cực B nối với đầu Q của bộ Trigơ R-
S. Cực C nối với đầu phóng điện, cực E nối mass. Khi Tranzitor T thông ,tụ C phóng điện
về đất
- Sơ đồ cấu tạo IC LM 324
T
Q
3
5K
R
Q
+
-
A
1
R
+

-
A
2
5
6
S
5K
5K
2
GND
Reset
4
+vcc
12
25