Bài giảng kỹ thuật đo lường: Chương 6 MẠCH ĐO VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ

Các chức năng cơ bản của mạch đo :  Khuếch đại tín hiệu từ cảm biến.  Tạo hàm biến đổi đặc tính.  Bù ảnh hưởng tác động của nhiễu.  Chuyển đổi AD , DA.  Gia công và tính toán ... Do OA thực tế không thể có Kh =  mà chỉ 104 :106 nên tồn tại Vi cỡ vài mV được khuếch đại tuyến tính • Thực tế người ta không dùng vùng khuếch đại này

CHƯƠNG MẠCH ĐO VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CẢM BIẾN MẠCH ĐO KẾT QUẢ Các chức mạch đo :  Khuếch đại tín hiệu từ cảm biến  Tạo hàm biến đổi đặc tính  Bù ảnh hưởng tác động nhiễu  Chuyển đổi A/D , D/A  Gia công tính toán MẠCH TỈ LỆ DÒNG  SUN ICT I rCT IS RS Ứng dụng:  Dùng chủ yếu mạch chiều MẠCH TỈ LỆ DÒNG  BIẾN DÒNG i1 W1 i2 W2 I1 W2 k  I W1 MẠCH TỈ LỆ ÁP  MẠCH PHÂN ÁP  MẠCH PHÂN ÁP ĐIỆN TRỞ  MẠCH PHÂN ÁP ĐIỆN DUNG  MẠCH PHÂN ÁP ĐIỆN CẢM MẠCH TỈ LỆ ÁP  BIẾN ĐIỆN ÁP ĐO LƯỜNG U1 W1 k  U W2 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN - OA Operational Amplifier +Vc i Vi Vi V0 + + i Vi -Vc Rv = ; Rr = 0; i- = i+ = 0; Kh = ; IC – Integrated Circuit V0 = KhVi Đặc tính vào OA Vi- Vo +Vc Vi • • • • Vi+ Vi -Vc Khi Vi+>Vi-  Vo = +Vc (Vi- = 0) Khi Vi+ Vi-  Vo = +Vc Vi+ < Vi-  Vo = -Vc C Chế độ tự dao động:sóng sin, tam giác, cưa, chữ nhật… cần có phản hồi dương Nối mạch phản hồi từ đầu chân không đảo MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐO LƯỜNG X r  K UV Với công suất lớn công suất vào  Nhờ có mạch KĐ, độ nhạy thiết bị đo tăng lên nhiều, cho phép đo đại lượng đo nhỏ  Mạch KĐ ĐL có khả mở rộng đặc tính tần số thiết bị đo đặc biệt giảm nhiều công tiêu thụ thiết bị đo lấy từ đối tượng đo  Mạch KĐ thực đèn điện tử, đèn bán dẫn ngày chủ yếu sử dụng vi điện tử MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÁCH LY  Ghép biến áp: Điện áp chiều phải điều chế thành điện áp xoay chiều với tần số mang đủ cao (trong dải tần đến 100kHz - điều chế tần số biên độ)  Ghép quang học: truyền trực tiếp điện áp chiều Khuếch đại cách ly dùng optron MẠCH GCTT VÀ TẠO HÀM  MẠCH CỘNG Tín hiệu mạch cộng đảo Tín hiệu mạch cộng không đảo MẠCH TRỪ 1 N U   N U1   PU 1 P Với: Rf RP  P ;  N R2 R1 Trường hợp đặc biệt: P  N   U  U  U1 MẠCH TÍCH PHÂN Vi  Vi  Ur   U1dt  RC MẠCH VI PHÂN Vi  Vi  dU1 dU1 U r   RC ( )  T dt dt MẠCH SO SÁNH So sánh ngưỡng SO SÁNH HAI NGƯỠNG ĐỐI XỨNG MẠCH TẠO HÀM LOGARIT MẠCH TẠO HÀM MŨ MẠCH NHÂN  Phần tử điện động, sắt điện động  Chuyển đổi Hall  Bộ nhân điện tử U1 U2 ln ln + ln exp Ura MẠCH CHIA  CCCT lôgômét  Dựa cầu cân  Bộ chia điện tử U1 U2 ln ln ln exp Ura MẠCH CẦU ĐƠN C Điều kiện cân cầu R2 R1 A B UCD = R1 R4  R2 R3 R4 D R3 U Thường chế tạo, người ta cố gắng cho: R10= R2=R3=R4=R0 Mạch cầu quan trọng kĩ thuật đo lường điện MẠCH CHUYỂN ĐỔI A/D • Chuyển từ tín hiệu tương tự thành tín hiệu số • Ứng dụng rộng rãi kỹ thuật U(t) ADC 1001 1101 1011 1001 0101 0011 0101 Tín hiệu liên tục Tín hiệu số Un T T gọi chu kì lấy mẫu hay chu kì chuyển đổi 10 MẠCH CHUYỂN ĐỔI D/A • Chuyển từ tín hiệu số thành tín hiệu tương tự • Ứng dụng rộng rãi kỹ thuật • Nếu ta gọi trị toàn giai VFS bit LSB bit MSB có giá trị: HỆ THỐNG ĐK DÙNG VI XỬ LÝ [...]... optron 7 MẠCH GCTT VÀ TẠO HÀM  MẠCH CỘNG Tín hiệu ra của mạch cộng đảo Tín hiệu ra của mạch cộng không đảo MẠCH TRỪ 1 N U ra   N U1   PU 2 1 P Với: Rf RP  P ;  N R2 R1 Trường hợp đặc biệt: P  N  1  U ra  U 2  U1 MẠCH TÍCH PHÂN Vi  Vi  0 1 Ur   U1dt  RC MẠCH VI PHÂN Vi  Vi  0 dU1 dU1 U r   RC ( )  T dt dt MẠCH SO SÁNH So sánh một ngưỡng SO SÁNH HAI NGƯỠNG ĐỐI XỨNG MẠCH... LOGARIT MẠCH TẠO HÀM MŨ MẠCH NHÂN  Phần tử điện động, sắt điện động  Chuyển đổi Hall  Bộ nhân điện tử U1 U2 ln ln + ln exp Ura MẠCH CHIA  CCCT lôgômét  Dựa trên cầu cân bằng  Bộ chia điện tử U1 U2 ln ln ln exp Ura 8 MẠCH CẦU ĐƠN C Điều kiện cân bằng cầu R2 R1 A B UCD = 0 R1 R4  R2 R3 R4 D R3 U Thường khi chế tạo, người ta cố gắng sao cho: R10= R2=R3=R4=R0 Mạch cầu rất quan trọng trong kĩ thuật đo. .. điện 9 MẠCH CHUYỂN ĐỔI A/D • Chuyển từ tín hiệu tương tự thành tín hiệu số • Ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật nay U(t) ADC 1001 1101 1011 1001 0101 0011 0101 Tín hiệu liên tục Tín hiệu số Un T T gọi là chu kì lấy mẫu hay chu kì chuyển đổi 10 MẠCH CHUYỂN ĐỔI D/A • Chuyển từ tín hiệu số thành tín hiệu tương tự • Ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật nay • Nếu ta gọi trị toàn giai là VFS thì bit LSB và bit...MẠCH KHUẾCH ĐẠI LẶP Phối hợp tải giữa các tầng với nhau (impedance matching) Rht K R1 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐO LƯỜNG Hệ số khuếch đại tầng 1: R1  R3 K1  1  R2 Hệ số khuếch đại tầng 2: R5 K2  R4 Hệ số khuếch đại cả mạch: R5  R1  R3  K  K1.K 2  1   R4  R2  MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÁCH LY  Ghép biến áp: Điện áp một chiều phải được... 10 MẠCH CHUYỂN ĐỔI D/A • Chuyển từ tín hiệu số thành tín hiệu tương tự • Ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật nay • Nếu ta gọi trị toàn giai là VFS thì bit LSB và bit MSB có giá trị: HỆ THỐNG ĐK DÙNG VI XỬ LÝ