Điện Tử Lập Trình - Thiết Bị Lập Trình Mạch part 5 pdf

Thiết bị lập trình 33 Cách mắc gây sai số Cách mắc bù sai số. Với điều kiện R L1 = R L2 ) Đối với module RTD của PLC, thì đã có mạch bù sai số, do vậytacóthểmắc trựctiếpRTD vo module. ) Trong trờng hợp dùng module tơng tự, thì ta cần thiết kế thêm cầu cân bằng, kết hợp với khuếch đại tín hiệu. ) Thermistor ) Thermistor đợc lm từ các vật liệu bán dẫn, sự thay đổi điện trở của vật liệu tỉ lệ với nhiệt độ trong dải đo. ) Tuy nhiên khi nhiệt độ tăng thì điện trở lại giảm, do vậy Thermistor có hệ số nhiệt âm. Mặc dù vậy, cũng có một số thermistor có hệ số nhiệt dơng. Thiết bị lập trình 34 ) Từ đờng đặc tính trên, thì thermistor cho ta độ phân giải cao hơn so với RTD. Rất thích hợp với những ứng dụng có dải nhiệt độ hẹp. So sánh 2 loại trên: ) RTD: u điểm: Tuyến tính trong dải nhiệt độ rộng Đo đợc nhiệt độ cao, dải đo lớn ổn định tốt hơn ở nhiệt độ cao nhợc điểm: Độ nhậy kém Giá thnh cao Bị ảnh hởng do rung động, do điện trở tiếp xúc Thiết bị lập trình 35 ) Thermistor: u điểm: Đáp ứng nhanh Đo đợc nhiệt độ ở dải đo hẹp với độ chính xác cao Không bị ảnh hởngcủađiệntrởdâynối Có khả năng chống rung Giá thnh thấp nhợc điểm: ) Khả năng tuyến tính thấp ở dải đo lớn ) Phạm vi đo nhiệt độ hẹp ) Cặp nhiệt ngẫu (can nhiệt) ) Đợc cấu tạo từ một cặp kim loại, lm từ vật liệu khác nhau. 2 đầu nối với nhau v đặt ở 2 vùng nhiệt độ, sự chênh lệch nhiệt độ tạo ra sức điện động trên 2 đầu cặp nhiệt ngẫu. Kim loại A Kim loại B Nóng Lạnh T 1 : là nhiệt độ cần đo T 2 : là nhiệt độ mẫu e Kim loại B Kim loại A Nóng Lạnh Đến PLC Thiết bị lập trình 36 ) Nhiệt độ mẫu chuẩn (lạnh) l 0 o C, do vậy trong datasheet của cặp nhiệt ngẫu, điện áp đầu ra dựa trên nhiệt độ mẫu 0 o C. ) Tuy nhiên trong công nghiệp việc tạo ra 0 o C l rất bất tiện, cho nên cần phải tiến hnh bù nhiệt độ mẫu Xét ví dụ: Dùng cặp nhiệt ngẫu loại E, có tín hiệu điện áp đầu ra l 16,42 mV, nhiệt độ T 2 l 46 o F, tìm nhiệt độ cần đo T 1 (nhiệt độ đúng) Constantan Crôm Nóng Lạnh e ) Do nhiệt độ T 2 không phải nhiệt độ mẫu, nên ta tiến hnh bù, để bù đợc ta cần dựa vo đặc tính ra của cặp nhiệt ngẫu (xem hình). ) Ta đợc X = 0,458 mV, do đó nếu ở 0 o C hay 32 o F thì điện áp đầu ra sẽ l: 16,42 + 0,458 = = 16,878 mV ) Từ giá trị tìm đợc ta lại nội suy v đợc 474,71 o F Thiết bị lập trình 37 ) Đối với PLC, ngời ta thiết kế riêng module lmviệcvới cặp nhiệt ngẫu, trong module ny tín hiệu sai lệch đã đợc bù. ) Đối với dây dẫn của cặp nhiệt ngẫu thờng đợc bọc lớp vỏ đặc biệt để duy trì nhiệt độ của dây dẫn không đổi tới đầu voPLC Dây dẫn Đầu vo module nhiệt ? Chuyển đổi lực (Cảm biến lực). ) Cảm biến lực v áp suất dùng để đo lực trên một đơn vị diện tích ) Có 3 loại chuyển đổi lực phổ biến l: Đo sức căng Dùng ống Bourdon Dùng load cell Đo sức căng (cảm biến áp trở) ) L kiểu chuyển đổi cơ khí dùng để đo biến dạng, sức căng của một vật cứng khi có lực tác động. ) Kiểu chuyển đổi nydựavo sự thay đổi về trở kháng trong dây quấn khi bị lực tác động. Dây quấn có thể lm từ kim loại (đồng, sắt, platium) hoặc từ chất bán dẫn (silic, german) Thiết bị lập trình 38 ) Kiểu chuyển đổi ny có hai hình thức l Dán (mng mỏng) v Tự do ) Dán: l hình thức gắn trực tiếp bộ chuyển đổi lên bề mặt cần đo (a). ) Tự do: l hình thức không gắn trực tiếp bộ chuyển đổi lên bề mặt cần đo (b). Lực tác động Dây quấn Vị trí đỡ Dây quấn Lực tác động ) Đo sức căng dùng kĩ thuật mạch cầu cân bằng, tuy nhiên nhiệt độ lại lmảnhhởng đến trở kháng, do đó cần thiết kế thêm mạch bù ) Chỉ có dây quấn (R 4 ) có chiều tơng ứng với lực tác động , lúc đó chỉ trở kháng R 4 mớibịthayđổi. ) Nhiệt độ đợc bù thông qua R 3. Dây quấn chính Dây quấn phụ Lực Thiết bị lập trình 39 )Dùng ống Bourdon ) L kiểu chuyển đổi cơ khí (dùng kĩ thuật LVDT) biến áp lực thnh dịch chuyển theo vị trí. Vị trí dịch chuyển tỉ lệ với áp lực đặt vo. Tín hiệu vo Tín hiệu ra ống Bourdon Lõi Đầu gá ống áp lực Lò xo )Dùng Load Cell ) L cảm biến đo trọng lợng v lực dựa trên nguyên lý chuyển đổi đo sức căng kiểu dán. L loại cảm biến dùng chủ yếu trong cân nặng. ? Chuyển đổi lulợng (Cảm biến lulợng). ) Cảm biến lulợngdùngđểđo lulợng của một vật liệu bất kì, dới dạng rắn, lỏng, khí ) Đo lulợng rắn ) Thờng dùng chủ yếu l bộ chuyển đổi Load Cell, để đo trọng lợng của sản phẩm. Thiết bị lập trình 40 ) Ví dụ: Bitoáncầngiữổnđịnhlulợng của vật liệu trên băng tải. L vP Q . = Trọng lợng (P) Chiều di(L) Load Cell Tốc độ (v) Van Phễu ) Đo lulợng lỏng ) Tiến hnh đo 1 trong 2 yếu tố Độ chênh áp suất Chuyển động của chất lỏng. ) Đo yếu tố thứ nhất ngời ta có thể dùng ống Venturi hoặc tấm orifice ) Đo yếu tố thứ hai ngời ta dùng đồng hồ đo lulợng dùng turbine. ống Venturi v tấm orifice: đều dựa vonguyênlí Bernoulli, thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ v độ chênh áp suất giữa 2 điểm đo. ống venturi v tấm orifice thích hợp với đo áp suất thấp . đặc tính ra của cặp nhiệt ngẫu (xem hình). ) Ta đợc X = 0, 458 mV, do đó nếu ở 0 o C hay 32 o F thì điện áp đầu ra sẽ l: 16,42 + 0, 458 = = 16,878 mV ) Từ giá trị tìm đợc ta lại nội suy v đợc 474,71 o F Thiết. điểm: Độ nhậy kém Giá thnh cao Bị ảnh hởng do rung động, do điện trở tiếp xúc Thiết bị lập trình 35 ) Thermistor: u điểm: Đáp ứng nhanh Đo đợc nhiệt độ ở dải đo hẹp với độ chính xác cao Không bị