Bài tập lớn vi mạch tương tự Dùng các vi mạch tương tự tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại

[ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BÀI TẬP LỚN: vi mạch tương tự Số : Họ tên HS-SV : MSV :0641040239 Trần Đình Vũ Nhóm : Lớp : Điện 4_ K6 Khoa : Điện NỘI DUNG Đề tài: Dùng vi mạch tương tự tính tốn, thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ Khoá : sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại Yêu cầu: - Dải đo từ: t0C =tmin – tmax = 0-(100+10*n)0C - Đầu ra: + Chuẩn hóa đầu ra: U=0-10V I=0-20mA + Dùng cấu đo để thị - Đưa tín hiệu cảnh báo đèn, còi nhiệt độ vượt giá trị cảnh báo: Ud=(tmax-tmin)/2 - n: Số thứ tự sinh viên danh sách - Lời nói đầu Nhiệt độ tín hiệu vật lý mà ta thường gặp đời sống ngày kỹ thuật công nghiệp Việc đo nhiệt độ u cầu thiết thực Hiện cảm biến đo nhiệt độ loại cảm biến sử dụng nhiều công nghiệp dân dụng Bài tập lớn nghiên cứu dùng vi mạch tương tự tinh toán,thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại Nội dung làm có phần sau : Chương 1: tổng quan đo nhiệt độ Chương 2: Tổng quan mạch đo Chương 3: Giới thiệu thiết bị Chương 4: Tính tốn, thiết kế mạch đo - Tính tốn, lựa chọn cảm biến - Tính tốn, thiết kế mạch đo - Tính tốn, thiết kế mạch nguồn cung cấp - Tính tốn, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóa - Tính tốn, thiết kế mạch cảnh báo Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] - Kết luận hướng phát triển CHƯƠNG I.Tổng quan đo nhiệt độ 1.1 Đo lường Đo lường trình đánh giá định hướng đại lượng cần đo để có kết số với đơn vị đo Kết đo lường giá trị số đại lượng cần đo Ax , tỷ số đại lượng cần đo X đơn vị đo X0 Vậy q trình viết dạng: Ax= Ax X0 Đây phương trình phép đo, rõ so sánh đại lượng cần đo với mẫu cho kết số Quá trình đo tiến hành thong qua thao tác đo lường sau: -Thao tác xác định mẫu thành lập mẫu - Thao tác so sánh -Thao tác biến đổi -thao tác thể kết hay thị Phân loại cách thực phương pháp đo + Đo trực tiếp :là cách đo mà kết nhận trực tiếp từ phếp đo +Đo gián tiếp : cách đo mà kết đo suy từ phép đo, từ phối hợp nhiều phép đo trực trực tiếp +Đo thống kê : phếp đo nhiều lần đại lượng đó, điều kiện giá trị Từ dung phếp tính xác suất để thể kết đo có độ xác cần thiết 1.2 Đo nhiệt độ 1.2.1 Khái niệm nhiệt độ thang đo nhiệt độ Nhiệt độ đại lượng vật lí đặc trưng cho mức chuyển động hỗn loạn phần tử vật thể Để đo nhiệt độ phải có dụng cụ đo, thông thường công nghiệp nhiệt độ đo cảm biến phương pháp tiện lợi truyền tín hiệu nhiệt độ xa, không ảnh hưởng tới làm việc hệ thống cần xác định nhiệt độ Để đo xác nhiệt độ cần có hiệu số Tx – T cực tiểu với Tx nhiệt độ cần đo, T nhiệt độ cảm biến đặt môi môi trường cần đo Khi cảm biến đặt mơi trường cần đo nhiệt độ, nhiệt lượng cảm biến hấp thụ từ môi trường tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt cảm biến môi trường theo biểu thức: dQ= a A(Tx- T)dt với a độ dẫn nhiệt , A diện tích bề mặt truyền nhiệt Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ôn tập CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐO Trong kỹ thuật đo lường nhiệt độ ta có nhiều phương pháp để đo nhiệt độ dùng cảm biến nhiệt điện trở kim loại , dùng cặp nhiệt ngẫu hay dùng IC cảm biến nhiệt độ Sau ta tìm hiểu phương pháp thường dùng dùng nhiệt điện trở kim loại 1, Sơ đồ nguyên lý chung mạch đo: _ mạch đo gồm có khối : 1, khối cảm biến 2, mạch khuếch đại 3, mạch so sánh 4, khối thị 5, khối cảnh báo 6, mạch chuyển đổi u sang i Bản vẽ sơ đồ khối nguyên lý mạch đo : Khối Chỉ thị T0 Cảm biến U đặt Khuếch đại điện áp Chuyển đổi U sang I Mạch so sánh Cảnh báo 2, Chức khối mạch đo : Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] a, Khối cảm biến : khối cảm biến có chức biến đổi tín hiệu khơng điện thành tín hiệu điện thành tín hiệu điện tương ứng ta dùng cảm biến nhiệt điện trở kim loại để chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang tín hiệu điện áp b, Khối khuếch đại : có chức khuếch đại tín hiệu điện từ cảm biến đưa tới, tín hiệu điện cảm biến đưa thường bé nên ta phải khuếch đại lên để đưa vào mạch điện khác c, Mạch so sánh : có tác dụng so sánh tín hiệu đưa từ khối khuếch đưa khối sau Việc so sánh tín hiệu ứng dụng cho mạch cảnh báo có nhiệt độ d, Mạch chuyển đổi U sang I: có tác dụng chuyển đổi tín hiệu dịng điện sang tín hiệu điện áp để hiển thị e, khối cánh báo : cảnh báo cho người biết nhiệt độ tăng cao so với nhiệt độ cho phép Đó khối dùng mạch đo cảnh báo nhiệt độ dùng nhiệt điện trở kim loại Chương III : thiết bị dùng mạch đo Để xác định thiết bị mà sử dụng q trình tính tốn thiết kế mạch đo ta dựa vào khối mạch đo để xác định linh kiện mà dùng, sau ta liệt kê linh kiện sử dụng : 1, cảm biến: nhiệt độ đai lượng vật lý mà ta đo gián tiếp loại cảm biến nhiệt độ dựa chuyển động của hạt điện tích hình thành nên dịng điện kim loại Hiện có nhiều loại cảm biến nhiệt độ thông dụng mà ta thường dùng : _ cặp nhiệt ngẫu _ nhiệt điện trở kim loại _ IC cảm biến nhiệt độ Trong ta sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại, loại có loại thông dụng nhiệt điện trơ platin nhiệt điện trở nikel Cụ thể ta sử dụng nhiệt điện trở platin loại có độ tuyến tính theo nhiệt độ cao, điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo dài Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] 2, khuếch đại thuật tốn µA 741 : khuếch đại dùng nhiều kỹ thuật điện trở có dụng khuếch đại tín hiệu điện điện áp, dịng điện, công suất phạm vi ta sử dụng khếch đại thuật toán để khuếch đại điện áp đưa từ cảm biến dùng so sánh để đưa khối cảnh báo cho mạch đo Hình ảnh thực tế khuếch đại thuật toán : 3, điện trở : Trong thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng, chúng làm từ hợp chất cacbon kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo loại điện trở có trị số khác Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Hình dạng điện trở thiết bị điện tử Ký hiệu điện trở sơ đồ nguyên lý Cách đọc điện trở : điện trở đa dạng nên để đọc xác điện trở ta cần xác định trị số vòng màu  Vòng số vòng cuối ln ln có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, vòng sai số điện trở, đọc trị số ta bỏ qua vòng  Đối diện với vòng cuối vòng số 1, đến vòng số 2, số  Vòng số vòng số hàng chục hàng đơn vị  Vòng số bội số số 10 Sau thiết kế mạch phải lựa chọn loại điện trở phù hợp mạch đo, để hiển đầu xác 3, cấu thị : muốn biết nhiệt độ ta phải hiển thị thơng qua cấu thị Vì mục đích cuối biết nhiệt độ cảnh báo Chúng ta có nhiều cấu điện từ từ điện, điện động… phạm vi đo dải điện áp từ đến 10V dải dòng điện từ đến 20mA ta nên Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] dùng cấu thị từ điện cấu đo dòng điện điện áp chiều với dải đo rộng 4, thiết bị cảnh báo : để cảnh báo nhiệt độ ta sử dụng chng cảnh báo cịi để cảnh báo, ta sử dụng đồng thời hai để cảnh báo nhiệt độ Những thiết bị thường mang thơng tin nhanh xác, dễ lắp đặt sử dụng nguồn điện chiều hay xoay chiều 5, nguồn cấp cho mạch : mạch sử dụng nguồn điện chiều với cấp điện áp 5V, 9V 12V tùy theo yêu cầu mạch thực tế nguồn điện chiều thường chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều nguồn cấp gồm có : _máy biến áp có chức hạ áp từ 220V xuống cấp điện áp thấp mà ta sử dụng 5V, 9V, 12V _ chỉnh lưu cầu gồm có điot, tụ điện, điện cuộn cảm có tác dụng chỉnh lưu từ dòng xoay chiều sang dòng chiều sơ đồ nguyên lý khối chỉnh lưu: Chương IV : Tính tốn thiết kế mạch đo 1, lý thuyết tổng quan : a, tính chọn cảm biến : Yêu cầu đề : Dùng vi mạch tương tự tính tốn, thiết kế mạch đo cảnh Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn báo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Yêu cầu: - Dải đo từ: t0C =tmin – tmax = 0-(100+10*n)0C Với n số thứ tự sinh viên danh sách Số thứ tự danh sách n = 68 dải đo : ToC = tmin-tmax= 0-(100+ 10*68)0C = 0- 780 0C Từ yêu cầu đề sử dụng nhiệt điện trở kim loại dải đo từ 0- 780 0C ta tính lựa chọn cảm biến Nhiệt điện trở kim loại có nhiều loại có hai loại thường dùng nhiệt điện trở nickel nhiệt điện trở platin Nhiệt điện trở nickel so với platin rẻ tiền song độ tuyến tính từ -600C đến +2500C mà dải đo max 7700C nên ta không sử dụng Ta sử dụng nhiệt điện trở platin với dải đo rộng độ tuyến tính cao Cụ thể ta sử dụng nhiệt điện trở Pt100 nhiệt điện trở có đọ tuyến tính tương đối điện trở Ro 00C 100Ω sau chi tiết cảm biến nhiệt Pt100cấu tạo can nhiệt Pt100 Là cảm biến nhiệt độ pt100 có cấu tạo nhiệt điện trở RTD ( RTD-Resistance Temperature Detector ):Nguyên lý hoạt động nhiệt điện trở dựa thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi điện trở  Rt = R0 ( + αt)  Rt : Điện trở nhiệt độ t  R0 : Điện trở độ C  α : Hệ số nhiệt điện trở can nhiệt pt100 Điện trở dây kim loại có bọc đoạn sứ bao quanh toàn dây kim loại.Phần bao bọc lại đặt ống bảo vệ(thermowell) thường có dạng hình trịn,chỉ đưa đầu dây kim loại để kết nối với thiết bị chuyển đổi.Phần ống bảo vệ đặt nơi cần đo nhiệt độ, thông thường can nhiệt đo nhiệt độ tối đa 600 độ C Hai đầu dây kim loại để chừa phần ống bảo vệ kết nối tới thiết bị gọi chuyển đổi tín hiệu nhiệt thành tín hiệu điện phục vụ cho việc truyền tới phòng điều khiển giám sát.Thiết bị chuyển đổi có cấu tạo chẳng qua cầu điện trở có nhánh Pt100(có điện trở 100 ôm độ C) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Ðáp ứng RTD khơng tuyến tính có độ ổn định xác cao, hay dùng ứng dụng yêu cầu độ xác cao Nó thường dùng khoảng nhiệt độ từ -250 đến +8500 Can nhiệt pt100 kí hiệu thường sử dụng để nói đến RTD với hệ số alpha=0.00391 R0=100 Ohm Như điện trở dải đo tương ứng 00C 100Ω 7800C 405 Ω Sau ta khảo sát mạch đo dùng cảm biến Pt100 R1 R3 i1 i3 Ucc A B R2 Rcb Ura C Tính tốn cho mạch cầu đo: Ura = Uba= Ubc+Uca = RcbI3+R2I1 Ura= Ura=0 RcbR1=R2R3 cầu cân Vì có Rcb nên cầu nhánh hoạt động Rcb= R0+∆R Thường chọn R1=R2=R3=R0 Ura= R0 bé so với ∆R nên ta lắp thêm điện trở để thỏa mãn cầu cân (∆R= 305Ω) Ura= chọn Ra = R+R0 Với nhiệt điện trở platin Pt100 ta chọn R= 1k Ra 1,1k thay Vì giới hạn đầu từ 0-10 V nên ta chọn nguồn cung cấp Ucc= 5( V ) R1 R3 i1 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Ucc i3 Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ôn tập A B R2 Rcb Ura R C Khi nhiệt độ tăng từ 0-7800C ∆R = 400-100 = 305Ω Thay vào công thức : Ura= = = 0,381V Vậy dải điện áp U từ 0- 0,381 V Tín hiệu thường không chuẩn nên ta cho qua khuếch đại thuật tốn để tang cường tín hiệu lên độ lớn b, mạch khuếch đại đo lường : để tín hiệu đầu chuẩn hóa ta dùng khuếch đại thuật tốn đảo với hệ k tính sau : U từ 0- 0,381 V Ura từ 0-10V Suy k= 10:0,381= 26,25 Sơ đồ mạch khuếch đại đo lường : Vậy điện áp xác định biểu thức với điều kiện bình thường R4R7=R5R6 Uo= Ung .( + 1) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Với U0= 10V Ung=Ura= 0,381 V ta có : Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập ( + 1) = = = 26,247 Chọn R4= R5 = R6 = R7 = 1k Vậy ta có : + = 26,247 = 25,247 R2 + R3 = 25,247 R1 Chọn R2=10k ; R3= 15,247k Ω R1=1k Như với dải đo nhiệt độ từ – 7800C ta sử dụng mạch cầu đo với nhiệt điện trở platin đưa tín hiệu khơng điện nhiệt độ thành tín hiệu điện điện áp Và sử dụng khuếch đại thuật tốn , khuếch đại tín hiệu lên giống chuẩn yêu cầu mà đề cho để tiếp tục đưa khối hiển thị , khối so sánh để cảnh báo tín hiệu khối chuyển đổi U sang I để đưa chuẩn tín hiệu dịng điện +) mạch chuẩn hóa đầu ra:các ngõ vào vi sai KĐTT không lý tưởng lệch , nên phải có mạch ngồi để chỉnh bù trừ , cịn gọi phương pháp cân điểm có phương pháp : -điều chỉnh điện áp bù ngõ vào - điều chỉnh bù hồi tiếp âm dòng điện sau ta sử dụng điều chỉnh điện áp bù ngõ vào sơ đồ điều chỉnh điệp áp bù ngõ vào : Mạch điều chỉnh điện áp bù ngõ vào có sơ đồ nguyên lý hình Trong trường hợp , điệp áp UAB có điện áp nhỏ ( cỡ 0,5V) trượt biến trở VR đạt U0=0 V U1= 0V C, mạch chuyển đổi U sang I : Sau chuẩn hóa đầu ra điện áp ta cần phải chuẩn hóa đầu cho dịng điện, chuẩn hóa đầu chuẩn cơng nghiệp 0-20mA Như cần thiết kế mạch chuyển đổi áp-dòng Sơ đồ nguyên lý chung biến đổi áp-dòng: Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Nếu chọn ta có Ira = Vi Với tín hiệu đầu từ đến10V ta tính chọn điện trở cho mạch chuyển đổi tín hiệu : Khi tín hiệu vào U=0 dịng điện khơng Khi tín hiệu vào 20mA ta có : Vi= 20 mA Thay Vi= 10 vào ta tính Rl= 500 Ω Như ta tính chọn xong điện trở cho mạch biến đổi dòng – áp Và dòng điện chuẩn công nghiệp với giá tri từ đến 20mA giá trị đầu vào đến 10 V sau chuyển đổi xong thành tín hiệu dịng điện ta tiếp tục đưa vào khối hiển thị d, mạch cảnh báo để có tín hiệu cảnh báo theo nhiệt độ mà muốn ta cần phải chuyển đổi tín hiệu từ nhiệt độ sang điện áp Như ta cần dùng mạch so sánh để so sánh với tín hiệu mà ta đặt để đưa tín hiệu cảnh báo Mạch so sánh có nhiệm vụ so sánh điện áp vào với điện áp chuẩn Uđ mạch so sánh có tín hiệu có mức, mức điện áp cao mức điện áp thấp nghĩa Ui Uđ điện áp điện áp : Ura gần =0 V Khi điện áp mức cao Ui> Uđ điện áp khác U0 Uimax Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Uimin Uđ Dựa vào nguyên lý ta thiết kế mạch cảnh báo dùng so sánh, mà điện áp chưa đủ so với điện áp đặt điện áp so sánh gần nên chung chưa báo, có nhiệt độ mà đặt có q điện áp, nên điện áp vượt điện áp đặt, điện áp so sánh lên mức cao, cung cấp tín hiệu điện áp Lúc chuông báo cấp nguồn hoạt động báo nhiệt độ , đền báo hoạt động Tính chọn điện áp đặt : Dựa vào điều kiện nhiệt độ T=( Tmax-Tmin)/2 cảnh báo ta có Nhiệt độ giá trị cảnh báo : Td = Tmax-Tmin = 780-0 = 390 0C 2 Thay vào công thức Rt = R0 ( + αt) với α = 0.00391 thay vào biểu thức ta có : Rt= 100( 1+0,00391.390)= 252,5 Ω Thay vào công thức : Ura= ta có điện áp đặt Ur= (252,5-100).5 = 0,191 V 4.1000 Vậy điện áp đặt cho so sánh : Uđ= Ur.k= 0,191.26,25= 5,01 V Từ điện áp đặt ta tính tốn thiết kế vẽ so sánh : Ta sử mạch so sánh điện áp lối vào để lật trạng thái điểm muốn, sau sơ đồ mạch: +Ucc Ra + Uđ Ura R1 Uv 0V R2 Ta có : P Up= ( + ).R12 với R12= + R1 R2 Mặt khác Un=0V Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Nếu Up>Un Up > Ur = + Ucc ( bão hòa mức dương) Up>0 suy Uv > - + >0 Uđ Ngược lại Up Un Ur=0 bão hịa mức âm biểu thức đổi dấu Vậy ta tìm hiểu q trình lật trạng thái cho tín hiệu vào thay đổi cụ thể thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi điện áp Yêu cầu đề 5V cảnh báo ta chọn giá trị điện trở chọn R1=R2= 1k Ur +Ucc Uv Uđ Nguyên lý hoạt động mạch so sánh thể hình Như Uv > Uđ= 5V điện áp khác khơng mạch đèn hay cịi phía sau hoạt động cảnh báo Một vấn đề chọn nguồn cung cấp Ucc cho điện áp đủ để còi đèn hoạt động thường ta hay chọn Ucc=12V Vì hầu hết đèn báo hoạt động mức điện áp 12V 24V mạch cảnh báo ta phải đấu vào đèn mạch cịi báo động, với đèn thì ta cần đấu vào nguồn với còi báo động ta phải qua khâu khuếch đại cơng suất, mạch khuếch đại cơng suất hình : Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Sau khuếch đại cơng suất nối vào loa để loa hoạt động e, tính tốn thiết kế nguồn : hầu hết nguồn sử dụng mạch nguồn chiều mà thực tế nguồn lại nguồn xoay chiều với điện áp 220V vấn đề đặt phải biến đổi dòng xoay chiều sang chiều khối nguồn bao gồm: _ máy biến áp _ chỉnh lưa cầu dùng điot _ tụ điện C để lọc _ cuộn cảm L để dàn phẳng dịng điện Sơ đồ ngun lý: + tính chọn máy biến áp: có hai nguồn nguồn cho điện áp đặt so sánh 5V nguồn cấp cho OA 12V cần sử dụng máy biến áp có nhiều cấp điện áp để lấy hai cấp điện áp dùng Hoặc ta hạ xuống 12V dùng biến trở để chỉnh xuống V tiêu tốn lượng lượng nên dùng chỉnh lưu điện áp phương pháp khác ta dùng khối ổn áp chiều để có đầu thay đổi Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Tối ưu nên dùng phương án Phương án thiết kế : + biến áp : yêu cầu đặt nên ta sử dụng biến áp có điện áp vào 220V điện áp 15V + mạch chỉnh lưu : ưu điểm mạch chỉnh lưu cầu điện áp nhấp nháy, điện áp ngược mà điôt phải chịu nhỏ so với phương pháp cân nên ta chọn chỉnh lưu cầu + lọc nguồn có nhiệm vụ san điện áp để dòng điện phẳng hơn, lọc tụ điện đơn giản chất lượng học cao Nên ta dùng tụ điện + khối ổn áp theo yêu cầu thiết kế có điện áp thay đổi từ đến 15V nên nên ta dùng IC ổn áp thông dụng LM 7805 có dải điện áp khoảng 1,2V-35V với cách mắc thông thường Cơ cấu đo dùng ổn áp LM 7805 dùng để ổn áp đầu 5V: f, cấu thỉ : dịng điện dòng chiều điện áp chiều với giá trị bé nên ta dùng cấu thị từ điện Cấu tạo chung: gồm hai phần bản: phần tĩnh phần động - Phần tĩnh: gồm: nam châm vĩnh cửu 1; mạch từ cực từ lõi sắt hình thành mạch từ kín Giữa cực từ lõi sắt có có khe hở khơng khí gọi khe hở làm việc, đặt khung quay chuyển động - Phần động: gồm: khung dây quay quấn bắng dây đồng Khung dây gắn vào trục quay (hoặc dây căng, dây treo) Trên trục quay có hai lị xo cản mắc ngược nhau, kim thị thang đo Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập Hình 5.3 Cơ cấu thị từ điện + Nguyên lý làm việc chung: có dịng điện chạy qua khung dây (phần động), tác động từ trường nam châm vĩnh cửu (phần tĩnh) sinh mômen quay Mq làm khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu góc α Mơmen quay tính theo biểu thức: dW  M q  e  B.S.W I d với B: độ từ cảm nam châm vĩnh cửu S: tiết diện khung dây W: số vòng dây khung dây Tại vị trí cân bằng, mơmen quay mơmen cản: M q  M c  B.S.W I  D. (5.1) B.S.W I  S I D    Với cấu thị cụ thể B, S, W, D số nên góc lệch α tỷ lệ bậc với dịng điện I chạy qua khung dây +Các đặc tính chung: từ biểu thức (5.1) suy cấu thị từ điện có đặc tính sau: - đo dịng điện chiều -đặc tính thang đo - độ nhạy số sơ đồ mạch đo tồn q trình thiết kế dùng mô protues : Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Thuyết minh sơ đồ : mạch đo nhiệt độ dùng nhiệt điện trở mô protues với nhiệt điện trở RV1 nằm mạch cầu đo điện áp Nguyên lý hoạt động dựa lệch áp cầu đo cân điện trở tăng theo nhiệt độ Phía sau khối đo khối khuếch đại đo lường với OA, khuếch đại tín hiệu điện áp lên, tín hiệu điện áp khuếch đại lên từ 0-10V Phía sau khối khuếch đại khối chuyển đổi u sang i dùng để chuyển đổi sang tín hiệu dịng điện, điện áp từ 0-10V dịng điện chuẩn hóa từ 0-20mA khối so sánh điện áp dùng để lật trạng thái cảnh báo, điện áp vượt ngưỡng 5V khối so sánh phát tín hiệu cảnh báo nhiệt độ Kết luận : trình đo lường dùng cảm biến nhiệt độ với mạch đơn giản nhiều bất cập, mạch đơn giản để cấu đo xác ta nên kết hợp với vi mạch số, vi xử lý vi điều khiển để hiển trực quan số dễ đọc q trình điều khiển cảnh báo dễ dàng ứng dụng với vi mạch số vi mạch điều khiển ta dùng cảm biến nhiệt độ ứng dụng vào mạch mạch báo cháy tự động, mạch đo nhiệt độ lò nung, điều khiển điều hịa khơng khí, hay lò ấp trứng, nhà bảo quản lạnh … Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn