bài 8 cảm biến và bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng

Cảm biến sử dụng điện trở nhiệtA Điện trở nhiệtCó 2 loại điện trở nhiệt:• Điện trở nhiệt hệ số dương PTC Positive Temperature Coefficient: được chế tạo từ vanadium oxide barium titanate,

Trang 1

BÀI 8: CẢM BIẾN VÀ

BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN LÍ

TƯỞNG

Nhóm 1 tổ 4

Trang 2

Thành viên

Phạm Phương Anh ( Tìm thông tin)

Nguyễn Thị Thanh Trúc ( Thuyết Trình)

Hồ Gia Huy (Powerpoint)

Lê Gia Hào (Tìm thông tin)

Đặng Quốc Huy

Trang 3

Nội dung tìm hiểu

04 Cảm biến sử dụng

điện trở nhiệt

05

Bộ khuếch đại thuật

toán lí tưởng

Trang 4

Cảm biến sử dụng

điện trở nhiệt

04

Trang 5

A

Điện trở nhiệt

B.

Nguyên tắc hoạt động

của cảm biến sử dụng điện trở nhiệt

4 Cảm biến sử dụng điện trở nhiệt

Trang 6

Khái niệm:

• Điện trở nhiệt (thermistor) là linh kiện điện tử có giá trị điện trở thay đổi một cách rõ rệt dưới tác dụng của nhiệt Cấu tạo:

• Trong một thiết bị sẽ có cấu tạo từ nguyên liệu chính là hỗn hợp bột oxide, thường được tạo nên từ 2 đến 3 loại bột oxit kim loại khác nhau được phân chia theo mức tỷ

lệ và khối lượng nhất định Hiện nay thì hỗn hợp sử dụng

sẽ thường là niken 80% và crom 20%

Đặc điểm:

• Điện trở nhiệt có đặc điểm là có giá trị điện trở phụ thuộc không tuyến tính vào nhiệt độ

A) Điện trở nhiệt

Trang 7

Có 2 loại điện trở nhiệt:

• Điện trở nhiệt hệ số dương PTC

(Positive Temperature Coefficient):

được chế tạo từ vanadium oxide

barium titanate,… Khi nhiệt độ tăng

thì giá trị của điện trở nhiệt tăng

• Điện trở nhiệt hệ số âm NTC

(Negative Temperature Coefficient):

được chế tạo từ oxide sắt,

manganese, nickel, đồng, Khi nhiệt

độ tăng thì giá trị của điện trở giảm

Trang 8

Mời cô và các bạn cùng xem video

Trang 9

• Ưu điểm: Độ nhạy cao, hệ số nhiệt độ của nhiệt điện trở lớn hơn 10-100 lần so với kim loại, và có thể phát hiện sự thay đổi nhiệt độ 10-6 ℃; phạm ; phạm

vi nhiệt độ hoạt động rộng

• Nhược điểm chính của nhiệt điện trở là mối quan hệ giữa điện trở và nhiệt

độ là phi tuyến tính và nghiêm trọng; và tính nhất quán của các thành phần kém, và khả năng hoán đổi cho nhau kém; một khi đã hư hỏng thì rất khó tìm được sản phẩm thay thế cho nhau

Trang 10

Câu hỏi 5/ SGK 49

Những ứng dụng của điện trở nhiệt PTC trong đời sống

Máy sưởi tự điều chỉnh

 Khi có dòng điện chạy qua điện trở nhiệt PTC chuyển mạch, nó sẽ tự động làm ổn định ở một nhiệt

độ nhất định Điều này có nghĩa là nhiệt độ giảm thì điện trở cũng sẽ giảm, cho phép dòng điện chạy qua nhiều hơn để làm nóng thiết bị Tương tự, nếu nhiệt độ tăng thì điện trở cũng tăng lên, hạn chế dòng điện đi qua thiết bị để làm nguội thiết bị.

Bảo vệ quá tải

 Điện trở nhiệt PTC chuyển mạch cũng thường được sử dụng để làm bộ hạn chế quá tải hoặc cầu chì

có thể đặt lại trong các mạch khác nhau Điện trở nhiệt PTC chuyển mạch có thể hoạt động như một cầu chì có khả năng đặt lại tự động Thông thường, các điện trở nhiệt loại PTC polymer được sử dụng cho ứng dụng này và thường được gọi với nhiều tên khác nhau như polyfuse, polyswitch và multifuse

Trang 11

Câu hỏi 5/ SGK 49

Ứng dụng của điện trở nhiệt NTC trong đời sống

Nhiệt điện trở NTC được sử dụng để bảo vệ và ngắt nhiệt Chúng được sử dụng rộng rãi trong bảng mạch điện tử Thực chất, những bảng mạch này có thể là cảm biến nhiệt của nồi cơm điện, điều hòa hoặc cảm biến của tủ lạnh

Ngoài ra, nhiệt điện trở NTC còn được ứng dụng trong một số lĩnh vực như:

 Đo nhiệt độ và bù nhiệt độ của thiết bị tự động hóa văn phòng Ví dụ máy in và máy photocopy

 Đo và kiểm tra nhiệt độ của các thiết bị công nghiệp, y tế, môi trường, dự báo thời tiết, chế biến thực phẩm, v.v

 Bảo vệ nhiệt độ của pin và bộ sạc pin

 Bù vòng trong thiết bị, mạch tích hợp và cặp nhiệt điện

 Nó cũng được sử dụng trong mạch để bảo vệ quá nhiệt trong bộ nguồn

Trang 12

B) Nguyên tắc hoạt động của cảm biến sử dụng điện trở nhiệt

• Dựa trên nguyên tắc: khi nhiệt độ môi trường cần đo thay đổi thì giá trị của điện trở nhiệt sẽ tăng hoặc giảm theo một quy luật xác định, cảm biến sẽ đưa ra một tín hiệu điện , gửi đến bộ xử lí để biểu thị giá trị nhiệt độ tương ứng

• Cảm biến sử dụng điện trở nhiệt có thể được sử dụng trong các thiết bị gia dụng cần kiểm soát nhiệt độ như bếp cảm ứng, nồi hơi, nồi cơm điện, lò vi sóng, lò nướng, ấm siêu tốc,…; trong các phần mạch bảo vệ quá nhiệt của bộ cấp nguồn điện; trong bộ phận đo lường và bù nhiệt tự động hóa của máy in, máy

photocopy

Trang 13

B) Nguyên tắc hoạt động của cảm biến sử dụng điện trở nhiệt

Câu 6/ SGK 49

Mạch điện thông dụng có sử dụng điện trở nhiệt:

Vôn kế được mắc ở lối ra của mạch khuếch đại Các

điện trở Rh và Rv được lựa chọn sao cho điện áp lối ra

phù hợp với thang đo của vôn kế Rt là cảm biến nhiệt

điện trở NTC Với sơ đồ mạch như trên thì ứng với mỗi

nhiệt độ của cảm biến sẽ có một điện áp lối ra của

mạch khuếch đại Do góc quay của kim vôn kế tỉ lệ với

điện áp nên ứng với mỗi giá trị của nhiệt độ sẽ có một

giá trị của góc quay Ngược lại, khi biết được góc quay

của kim vôn kế, chúng ta cũng biết được nhiệt độ của

cảm biến

Trang 14

BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN LÍ

TƯỞNG

Trang 15

05 Bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng

A) Bộ khuếch đại

• Bộ khuếch đại là mạch điện giúp tăng biên độ tín hiệu lên nhiều lần Bộ khuếch đại lí tưởng có hệ số khuếch đại

lớn

• Hệ số khuếch đại được xác định bằng tỉ số giữa biên độ

tín hiệu đầu ra và biên độ tín hiệu đầu vào và không làm

thay đổi dạng tín hiệu

• Ứng dụng của bộ khuếch đại trong nhiều lĩnh vực:

+ Trong hệ thống âm thanh

+ Trong truyền thông

+ Trong công nghiệp

+ Trong y tế

+ Trong khoa học

Trang 16

B) Bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng

• Khái niệm: bộ khuếch đại thuật toán viết tắt là op-amp là một bộ khuếch đại có thể thực hiện được nhiều chế độ khuếch đạị

• Cấu tạo:

+ Đầu vào V+, gọi là đầu vào không đảo và đánh dấu +

+ Đầu vào V_, gọi là đầu vào đảo và đánh dấu

-+ Đầu ra là Vout

• Nguyên lí hoạt động: Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào không đảo thì tín hiệu ra có giá trị cùng dấu với tín hiệu vào (Hình 8.11), khi có tín hiệu đưa đến đầu vào đảo thì tín hiệu ra

có giá trị ngược dấu với tín hiệu vào Hai đầu Vs+ và Vs– nối với nguồn một chiều để op-amp hoạt động

Trang 17

B) Bộ khuếch đại thuật toán lí tưởng

• Hệ số khuếch đại hiệu điện thế của một op-amp, kí hiệu là K, được xác định bằng tỉ số giữa hiệu điện thế đầu ra và hiệu điện thế đầu vào

• Một số tính chất cơ bản:

+ Không gây nhiễu trong quá trình khuếch đại do đầu ra chỉ khuếch đại sự sai lệch giữa hai tín hiệu đầu vào

+ Có thể khuếch đại các tín hiệu có biên độ rất nhỏ do hệ số khuếch đại rất lớn

+ Có thể khuếch đại các tín hiệu có công suất bé do tổng trở đầu vào rất lớn

+ Có thể cung cấp dòng điện ít bị hao hụt cho phụ tải do tổng đầu ra rất bé

+ Hoạt động được với nhiều dải tần số của tín hiệu đầu vào

• Ứng dụng của bộ khuếch đại thuật toán: sử dụng để khuếch đại tín hiệu nhỏ từ các cảm biến trước khi đưa tới tầng khuếch đại tiếp theo Ngoài ra, nó còn được ứng dụng trong các máy tính và nhiều loại thiết bị tự động hóa khác

Trang 18

Câu 7/ SGK 50

Đồ thị tín hiệu đầu ra trong trường hợp tín hiệu đầu vào được khuếch đại đảo dùng op-amp

Trang 19

Luyện tập/ SGK 51

Hệ số khuếch đại: K=

a) K= => 1000000= => =4V

b) K= => 1000000= => =4.V

c) K= => 1000000= => =-4.V

Trang 20

Cảm ơn cô và các bạn đã theo dõi !!

Tiêu đề	Cảm Biến Và Bộ Khuếch Đại Thuật Toán Lí Tưởng
Tác giả	Phạm Phương Anh, Nguyễn Thị Thanh Trúc, Hồ Gia Huy, Lê Gia Hào, Đặng Quốc Huy

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	15,95 MB