Dùng các vi mạch tương tự tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dụng IC cảm biến nhiệt độGiáo Viên Bộ Môn :TỐNG THỊ LÝSinh viên thực hiện :VŨ THỊ LAN ANHMã sinh viên: 0941040611Lớp: Điện 7K9LỜI NÓI ĐẦUĐất nước ta hiện nay đang trên đà phát triển trở thành một nước công nghiệp.Vì vậy vấn đề điều khiển và vận hành các thiết bị công nghiệp nhằm nâng cao năng xuất và chât lượng sản phẩm đồng thời giảm chi phí là vấn đề quan trọng đáng để chú ý.Trong thực tế có rất nhiều bài toán liên quan đến vấn đề đo và điều khiển nhiệt độ.Ví dụ như: lò sấy công nghiệp, các lò luyện gang, sắt, thép...Trong kì này sau khi học môn vi mạch tương tự vi mạch số và các môn liên quan nhóm chúng em được giao đề tài: Thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt độ sử dung IC cảm biến nhiệt độ.Trong quá trình làm đề tài được sự giúp đỡ hết sức tận tình của cô giáo hướng dẫn “ Tống Thị Lý ” đã giúp đỡ em hoàn thành đúng thời hạn đề tài này. Nhưng do lượng kiến thức còn hạn chế nên trong đề tài này không tránh khỏi thiếu sót. Em mong được sự đóng góp của thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cảm ơn
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BÀI TẬP LỚN MÔNVI MẠCH TƯƠNG TỰ Đề Tài: Dùng vi mạch tương tự tính toán, thiết kế mạch đo cảnh báo nhiệt độ sử dụng IC cảm biến nhiệt độ Giáo Viên Bộ Môn :TỐNG THỊ LÝ Sinh viên thực : PHẠM VĂN ĐÔ Mã sinh viên: 0941040628 Lớp: Điện 7-K9 LỜI NÓI ĐẦU Đo nhiệt độ phương pháp thường gặp đo lường, có từ lâu, giai đoạn có phương pháp đo khác Trước công nghệ điên tử bán dẫn chưa phát triển mạch đo chủ yếu dùa kỹ thuật tương tự, phương pháp xử lý chủ yếu dùa vào phần cứng giá trị có sai số lớn, thiết bị cồng kềnh, lắp đặt không thuận tiện Đến đầu năm 80 năm cuối kỷ 20, công nghệ bán dẫn vi mạch phát triển mạnh, với phát triển khoa học kỹ thuật đặc biệt kỹ thuật số ứng dụng rộng rãi ngành đo lường điều khiển làm thay đổi hẳn phương pháp xử lý tín hiệu đo Trước xử lý tín hiệu đo chủ yếu đo phần cứng ngày việc xử lý mềm hoá với đời sensor thông minh làm cho thiết bị đo ngày thông minh độ xác cao Ngày xuất hiên nhiều phương pháp đo nhiệt độ sử dụng cảm biến loại cặp nhiệt, nhiệt điện trở hay bán dẫn sử dụng phương pháp phân tích phổ để xác định nhiệt độ Đối với nơi không trực tiếp đặt đầu đo nhiệt độ (nơi có nhiệt độ cao) Nhìn chung phương pháp đo nhiệt độ có nhiều nét giống cách xử khác nhau, tuỳ vào mục đích yêu cầu kỹ thuật công việc cụ thể mục đích cuối phép đo thể giá trị nhiệt độ với khoảng sai sè cho phép chấp nhận Phần chi tiết em xin trình bày I TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ĐO NHIỆT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ 1.1 Phương pháp đo tiếp xúc Phương pháp đo nhiệt độ công nghiệp thường sử dụng nhiệt xúc Có hai loại nhiệt xúc, gồm: - Nhiệt kế nhiệt điện trở - Nhiệt kế nhiệt ngẫu Ngoài ứng dụng đơn giản, dải nhiệt độ cỡ -550 C ÷ 2000 C người ta thường ứng dụng IC bán dẫn ứng dụng tính chất nhạy nhiệt điốt, tranzito để đo nhiệt độ Cấu tạo nhiệt kế nhiệt điện trở cặp nhiệt ngẫu cách lắp ghép chúng phải đảm bảo tính chất trao đổi nhiệt tốt chuyển đổi với môi trường đo: - Đối với môi trường khí nước: chuyển đổi đặt theo hướng ngược lại với dòng chảy - Với vật rắn khí: đặt nhiệt kế sát vào vật, nhiệt lượng truyền từ vật sang chuyển đổi dễ gây tổn hao vật, với vật dẫn nhiệt Do diện tiếp xúc vật đo nhiệt kế lớn tốt - Khi đo nhiệt độ chất dạng hạt (cát, đất ): cần phải cắm sâu nhiệt kế vào môi trường cần đo thường dùng nhiệt điện trở có cáp nối 1.1.1 Nhiệt kế nhiệt điện trở (Resistance Thermometer): Nhiệt kế nhiệt điện trở tạo thành dây platin, đồng, niken, bán dẫn quấn lõi cách điện đặt vỏ kim loại có đầu nối Nhiệt kế nhiệt điện trở dùng mạch đo để đo điện trở thông thường dùng mạch cầu không cân bằng, thị lôgômmét từ điện cầu tự động cân bằng, nhánh nhiệt điện trở a) Bù sai số thay đổi điện trở đường dây nhiệt độ môi trường thay đổi: nhiệt điện trở mắc vào mạch cầu hai dây dẫn Rd1 Rd2 (cầu hai dây), dụng cụ có sai số thay đổi điện trở đường dây nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi, sai số tính: ∆t = với: ∆Rd - thay đổi điện trở dây nối Rd =Rd1 +Rd2 RT αT - điện trở ban đầu nhiệt điện trở hệ số nhiệt độ (với T = 00 C) Để giảm sai số nhiệt độ môi trường thay đổi người ta sử dụng cầu ba dây hình Hình Cầu ba dây giảm sai số nhiệt độ môi trường thay đổi Trong sơ đồ hai dây mắc vào nhánh kề mạch cầu, dây thứ mắc vào nguồn cung cấp Khi cầu làm việc chế độ cân Rd1= Rd2; R1 =R2 sai số thay đổi điện trở đường dây loại trừ Khi cầu làm việc chế độ không cân sai số giảm đáng kể so với cầu hai dây Thực chất cầu làm việc chế độ không cân sai số chủ yếu thay đổi điện áp nguồn cung cấp gây nên b) Sơ đồ nguyên lý nhiệt kế nhiệt điện trở sử dụng mạch cầu không cân bằng, thị cấu lôgômmét từ điện: hình 2: Hình Sơ đồ nguyên lý nhiệt kế nhiệt điện trở sử dụng mạch cầu không cân bằng, thị cấu lôgômmét từ điện Với sơ đồ có khả loại trừ sai số điện áp nguồn cung cấp thay đổi Ba nhánh mạch cầu R1, R2 R3 điện trở làm manganin Nhánh thứ tư điện trở nhiệt Rt, bốn nhánh điện trở mắc theo sơ đồ mạch cầu ba dây Trong sơ đồ, điện trở R4 dùng để chỉnh không thang đo (chỉnh cho cầu cân trước bắt đầu đo) Điện trở Rp dùng bù với điện trở đường dây để đạt giá trị khắc độ (5Ω 15Ω) rt điện trở bù nhiệt độ cho cấu lôgômmét Khi hiệu chỉnh Rp người ta sử dụng điện trở Rk (có giá trị điện trở nhiệt điện trở) Rk mắc vào nhánh cầu sau điều chỉnh điện trở Rp kim lôgômmét dừng vị trí xác định thang dừng lại, Rk ngắn mạch đo Nếu chọn R1 =R3 ; R0 =R' =R (điện trở khung dây lôgômmét) tỉ số dòng điện chạy cuộn dây lôgômmét xác định công thức: = với: ∆RT - Sự thay đổi điện trở nhiệt điện trở nhiệt độ lệch khỏi giá trị trung bình R'T = R0+Rp+ RTtb RTtb : điện trở nhiệt điện trở với giá trị nhiệt độ trung bình đo dụng cụ Từ phương trình thấy tỉ số dòng điện phụ thuộc vào ∆RT lôgômmét giá trị nhiệt độ cần đo Trong ngành công nghiệp để đo nhiệt độ nhiệt điện trở người ta thực mạch cầu tự động tự ghi Phương pháp đo nhiệt độ điểm số điểm nhờ cấu chuyển mạch Cấp xác đạt đến 0,5 1.1.2 Nhiệt kế cặp nhiệt ngẫu (Thermocouples): Phương pháp đo nhiệt độ cặp nhiệt ngẫu phương pháp phổ biến thuận lợi Cấu tạo nhiệt kế cặp nhiệt ngẫu hình 3: Hình 3: Cấu tạo nhiệt kế cặp nhiệt ngẫu a) Cấu tạo nguyên lý hoạt động nhiệt kế cặp nhiệt ngẫu: gồm hai dây hàn với điểm luồn vào ống để đo nhiệt độ cao Với nhiệt độ thấp hơn, vỏ nhiệt kế làm thép không rỉ Để cách điện hai dây, hai dây lồng vào ống sứ nhỏ Nếu vỏ làm kim loại hai dây đặt vào ống sứ Đầu cặp nhiệt ngẫu nối vào hộp đầu nối Mạch đo nhiết kế nhiệt ngẫu miliVônmét điện kế điện trở nhỏ có giới hạn đo từ ÷ 100mV Nếu đo sức điện động nhiệt điện miliVônmét gây sai số nhiệt độ mạch đo thay đổi Dòng điện chạy qua thị lúc : I= đó: E - Sức điện động; RT - điện trở cặp nhiệt ngẫu Rd - điện trở đường dây; Rdc - điện trở miliVônmét Điện áp rơi miliVônmét là: U = E-I.(Rd+RT) =Rdc thường Rd + RT hiệu chỉnh khoảng 5Ω, điện trở miliVônmét lớn nhiều lần (40÷50 lần), sai số chủ yếu điện trở miliVônmét Rdc thay đổi Đo sức điện động điện kế loại trừ sai số dòng điện tiêu thụ không tiến hành phép đo b) Khắc phục sai số nhiệt độ đầu tự thay đổi: cách dùng mạch bù sai số nhiệt độ hình 4: Hình Mạch bù sai số nhiệt độ nhiệt độ đầu tự thay đổi nhiệt kế cặp nhiệt ngẫu Cặp nhiệt ngẫu mắc nối tiếp vào đường chéo cầu chiều điểm A - B, Rt - nhiệt điện trở tạo thành nhánh cầu Điện trở Rt mắc vị trí với đầu tự cặp nhiệt ngẫu có nhiệt độ t0.Cầu tính toán cho nhiệt độ t0 =00 C điện áp đường chéo cầu ∆U = Khi nhiệt độ đầu tự thay đổi đến t'0 ≠ t0 điện áp cầu ∆U ≠ bù vào sức điện động nhiệt độ thay đổi Với phương pháp bù sai số giảm xuống đến 0,04% 100 C Nhược điểm phương pháp phải dùng nguồn phụ sai số nguồn phụ gây Bảng cho biết đặc tính số cặp nhiệt thông dụng: Loại cặp nhiệt Đồng/Constantan Dải nhiệt độ làm việc (0 C) -270 ÷ 370 Sức điện động (mV) Độ xác -6,25 ÷ 19 (-400 C ÷ 1000 C) φ = 1,63mm Cromel/ Alumen φ = 3,25mm -270 ÷ 1250 -5,35 ÷ 50,63 Cromel/ Constantan φ = 3,25mm -276 ÷ 870 -9,80 ÷ 66,40 Platin-Rodi (10%)/ Platin φ = 0,51mm -50 ÷ 1500 -0,23 ÷ 15,50 Platin-Rodi/ Plati-Rodi (30/6) φ = 0,51mm ÷ 1700 ÷ 12,42 ±0,8% (1000 C ÷ 3500 C) ±0,75% (00 C ÷ 4000 C) ±30 % (4000 C ÷ 8000 C) ±0,75% (00 C ÷ 4000 C) ±30 % (4000 C ÷ 8700 C) ±0,75% (00 C ÷ 6000 C) ±2,5% (6000 C ÷ 15000 C) ±0,4% (8700 C ÷ 17000 C) ±0,5% Bảng Đặc tính số cặp nhiệt thông dụng 1.1.3 Đo nhiệt độ cao phương pháp tiếp xúc: Ở môi trường nhiệt độ cao từ 16000 C trở lên, cặp nhiệt ngẫu không chịu lâu dài, để đo nhiệt độ môi trường người ta dựa tượng trình độ đốt nóng cặp nhiệt a) Nguyên lý hoạt động: trình độ đốt nóng cặp nhiệt có phương trình: θ =∆T (1-e )= f (t ) với: θ - lượng tăng nhiệt độ đầu nóng thời gian t ∆T - hiệu nhiệt độ môi trường đo cặp nhiệt τ - số thời gian cặp nhiệt ngẫu Dựa quan hệ xác định nhiệt độ đối tượng đo mà không cần nhiệt độ đầu công tác cặp nhiệt ngẫu phải đạt đến nhiệt độ cách nhúng nhiệt ngẫu vào môi trường cần đo khoảng 0,4 ÷ 0,6 s ta phần đầu đặc tính trình độ nhiệt ngẫu theo tính nhiệt độ môi trường b) Đặc điểm: nhiệt độ đầu công tác cặp nhiệt ngẫu thời gian nhúng vào môi trường cần đo đạt nhiệt độ vào khoảng nửa nhiệt độ môi trường nhiệt độ tính có sai số không hai lần sai số nhiệt kế nhiệt ngẫu đo trực tiếp Phương pháp thường dùng để đo nhiệt độ thép nấu chảy 1.1.4 Đo nhiệt độ dùng phần tử bán dẫn (điốt tranzito): a) Nguyên lý hoạt động: linh kiện điện tử bán dẫn nhạy cảm với nhiệt độ, sử dụng số linh kiện bán dẫn điốt tranzito nối theo kiểu điốt (nối bazơ với colectơ), điện áp hai cực U hàm nhiệt độ Khi nhiệt độ thay đổi ta có: Ud = EBE1 -EBE2 = ln( ) với Ic1/Ic2 = const Ud tỉ lệ với nhiệt độ T mà không cần đến nguồn ổn định Hiện cảm biến đo nhiệt độ sử dụng điốt tranzito tích hợp thành IC bán dẫn đo nhiệt độ Các cảm biến cho đầu điện áp dòng điện tỉ lệ với nhiệt độ cần đo với độ tuyến tính cao, sử dụng đơn giản Ví dụ số loại IC đo nhiệt độ: Loại IC AD592CN LM35 MMB-TS102 REF-02A Độ nhạy S 1µA/o K ±10mV/0 K -2,25mV/0 K 2,1mV/0 K Dải đo -250 C ÷ 1050C Sai số 0,30 C -550 C ÷1500 C -400 C ÷1500 C -550 C ÷ 1250C ±0,250 C ±20 C ±0,50 C b) Đặc điểm: - Độ nhạy loại IC bán dẫn đo nhiệt độ thường có giá trị cỡ -2,5mV/0 C không cố định mà thường thay đổi theo nhiệt độ - Ưu điểm: độ tuyến tính cao, sử dụng đơn giản có độ nhạy cao - Nhược điểm: giới hạn phạm vi sử dụng khoảng -500 C ÷ 1500 C, giới hạn chịu nhiệt phần tử bán dẫn 1.2 Phương pháp đo gián tiếp 1.2.1 Hỏa kế quang học Đây phương pháp dựa định luật xạ vật đen tuyệt đối, tức vật hấp thụ lượng theo hướng với khả lớn Bức xạ nhiệt vật thể đặc trưng mật độ phổ Eλ nghĩa số lượng xạ đơn vị thời gian với đơn vị diện tích vật xảy đơn vị độ dài sóng Nguyên tắc đo nhiệt độ hoả kế quang học so sánh cường độ sáng vật cần đo độ sáng đèn mẫu bước sóng định theo hướng Khi độ sáng chúng nhiệt độ chúng Từ hình 5.14 ta nhận thấy phụ thuộc I λ không đơn trị, người ta thường cố định bước sóng 0,65μm Hình : Sự phụ thuộc củacường độ ánh sáng vào bước sóng nhiệt độ Hình : Sơ đồ hoả kế quang học 1) Nguồn xạ 2)Vật kính 3) Kính lọc 4&6) Thành ngăn 5) Bóng đèn mẫu 7) Kính lọc ánh sáng đỏ 8) Thị kính Khi đo, hướng hoả kế vào vật cần đo, ánh sáng từ vật xạ cần đo nhiệt độ (1) qua vật kính (2), kính lọc (3), vách ngăn (4), (6), kính lọc ánh sánh đỏ (7) tới thị kính (8) mắt Bật công tắc K để cấp điện nung nóng dây tóc bóng đèn mẫu (5), điều chỉnh biến trở R b để độ sáng dây tóc bóng đèn trùng với độ sáng vật cần đo Sai số đo: 10 • Vòng số vòng cuối luôn 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 3.8, cấu thị : muốn biết nhiệt độ ta phải hiển thị thông 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 dùng cấu thị từ điện cấu đo dòng điện điện áp chiều với dải đo rộng 3.9, thiết bị cảnh báo : để cảnh báo nhiệt độ ta sử dụng chuông cảnh báo còi để cảnh báo, ta sử dụng đồng thời hai để cảnh báo nhiệt độ Những thiết bị thường mang thông tin nhanh xác, dễ lắp đặt sử dụng nguồn điện chiều hay xoay chiều 22 3.10, 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 ápcó 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: II THIẾT KẾ MẠCH ĐO VÀ CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ Sơ đồ khối hệ thống * 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 23 Bản vẽ sơ đồ khối nguyên lý mạch đo : Khối Chỉ thị T0 U đặt *Chức Chuyển đổi U sang I Cảnh báo Cảm biến khối mạch đo : Khuếchcảm đạibiến có chức a, Khối cảm biến : khối điện ápso biến đổi tín hiệu không điện thành tín hiệu điện thành tín hiệu điện Mạch tương ứng ta dùng cảm biến nhiệt điện trở kim loại để chuyển sánh 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 dòng 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 Khối cảm biến 24 RT1 E+ S+ 220.00 SERTD-PT100 R22(1) 10.35K R23 100 R22(2) R22 +88.8 Volts 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 25 Với PT100 1V=1oC Vậy theo yêu cầu cần đo nhiệt độ 220oC tương ứng với 220V Với điện áp lớn ta cần phải có mạch phân áp cho đầu tương ứng 10mV=10oC để phù hợp với IC số Vì ta lắp thiết bị hình vẽ Ta có: Ur=Uv.R2/(R1+R2) Với Ur=0,01 V Uv=1 V Vậy ta có : R23/(R22+R23)=0,01 Chọn R23=100 Ω => R22=9,9 kΩ Từ cách lắp đặt thiết bị ta đầu đo nhiệt độ 220oC tương ứng với 2.2V Trong dải đo rộng từ 0-220v, chọn bước nhảy để đo nhiệt độ độ Khối khuếch đại, chuẩn hóa đầu 3.1 Khối chuẩn hóa đầu 0-20mA 26 Ta có:U1 thay đổi từ VIN+ thay đổi từ đầu IL thay đổi từ 0mA 20mA +12v +12V U5 R7 R8 A11 R9 10k 40k 10k UA741 +88.8 mA -12VR10 Chuan hóa 0-20mA 50 R11 500 Hình : khối chuẩn hóa từ -20mA 27 Khối khuếch đại tín hiệu RT1 E+ S+ 219.00 SE- RV3 -12V 500 RTD-PT100 R22(1) R21 R20 10.35K 1k 1k U4 OA R22(2) R22 2% R23 U0 +88.8 Volts UA741 100 +88.8 Volts +12V Ta có: U0= Ucb với Ucb=2.2V U0=-5V →R21= chọn R20=1kΩ R21= -1*(-5)/2.2=2.27 (kΩ) Vậy thay R21 điện trở 2kΩ nối tiếp với biến trở 1kΩ 28 3.2 Khối cảnh báo 2.3.1 Khối so sánh cảnh báo còi led -12v +12v +3.206 R14 U31:B tn=tx=2.5s LS1 10k U32 R C4 DC TL072 Q 5k CV TR GND 0.01uF +12v SPEAKER R13 TH D1 D2 1N4007 1N4007 NE555 Canh Bao loa+led C5 D3 LED-YELLOW 4Ne UO VCC 36.232uF Theo đề bài: tín hiệu cảnh báo còi nhiệt độ vượt giá trị toC= 240oC điện áp so sánh +3.296V 2.4 Khối ADC hiển thị Ta có DISPLAY COUNT = 1000.VIN/VREF Nối VREF+ với nguồn 3V đầu vào VIN+ phải đưa từ 3,000V đến 3,296V Ta sử dụng cộng đảo sau: 29 VIN+ Vậy chọn R16=5k→R3=3k Với − R3 × R3 × × (−5) = 0,296 → R11 = = = 50,68kΩ R11 0,296 0,296 Thay R11 VR2 55kΩ Vậy với VIN+ thay đổi từ 3,000V đến 3,296V LED hiển thị từ 0000C tới 2400C 30 a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 UO +88.8 20 21 OSC1 OSC2 OSC3 TEST CREFVREF+ VREF- VINT CREF+ V- R2 40 39 38 37 33 36 35 34 TC7107 C3 0.47uF 0.01uF UA741 27 29 28 C6 UO OA 30 32 31 84% OA CAZ U2 26 33k VBUFF 3k VIN- 5k RV2 ACOM R3 VIN+ R16 V+ +5V A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 AB4 -12V -5V U1 POL GND a2 b2 c2 d2 e2 f2 g2 a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 12 a2 11 b2 10 c2 d2 14 e2 13 f2 25 g2 23 a3 16 b3 24 c3 15 d3 18 e3 17 f3 22 g3 19 a3 b3 c3 d3 e3 f3 g3 R1 C2 C1 0.22uF 0.1uF R15 10k 47k 10k Volts +12V +3V 2.4 Khối nguồn Trong thiết kế có sử dụng nguồn ±5V, ±12V nguồn cấp sử dụng từ mạng lưới điện xoay chiều 220V/50Hz ta có mạch nguồn sau: 31 U34 Khuoi nguon chuan cap cho he thong Chuan ap duong 7805 VI VO C7 C9 4700uF - 50V 104pF Bien ap doi xung C8 C10 4700uF - 50V 104pF VO VI VO 7905 Loc nguon VI U37 R4 +3V 1k C11 ZENER 104pF 3v 7812 7905 +12v 7805 -5v +3.296V R5 1k D4 C13 3.296v 104pF U36 BRIDGE TRAN-2P3S 7805 C12 GND +5V 104pF VI C14 104pF GND 220VAC Chinh luuBR1cau 1 TR1 U35 GND 7812 7805 GND VO 7912 -12v Chuan ap am 7912 2.6 Khối LED Trước hết xem qua cấu trúc loại đèn led đoạn số đèn cấu tạo đoạn led có chung anode (AC) hay cathode (KC); xếp hình số vuông (như hình trên) có led đặt làm dấu phẩy thập phân cho số thị; điều khiển riêng biệt không qua mạch giải mã Các chân led xếp thành hàng chân 32 hàng chân A chung hay K chung Sơ đồ cấu tạo hình dạng led Cấp nguồn cho chân đoạn tương ứng với chân sáng 33 Ví dụ hình đưa chân lên mức logic đoạn sáng Nếu cấp cho chân chân đoạn sáng tạo thành số Tương tự hiển thị số mức logic tương ứng chân abcdefg 1101101 Số 3là 1111001 Số 0110011 a3 b3 c3 d3 e3 f3 g3 a2 b2 c2 d2 e2 f2 g2 a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 Bộ LED hiển thị giá trị nhiệt độ cảm biến đo 2.7 Mạch đo Từ sơ đồ khối ta ghép lại mạch đo nhiệt độ hoàn chỉnh 34 RT1 +12v E+ S+ +12V U5 R7 219.00 500 RTD-PT100 a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 R22 R20 10.35K 1k R23 10k R8 10k 1k U4 mA Chuan hóa 4-20mA U0 Volts 50 R11 500 +1.91 UA741 -20.0 -12VR10 OA UA741 100 A11 2% a2 b2 c2 d2 e2 f2 g2 R21 V=1.90693 R22(2) a3 b3 c3 d3 e3 f3 g3 R22(1) V=219 R9 40k RV3 -12V SE- -1.92 OSC1 OSC2 OSC3 CREFVREF+ VREF- TEST 40 39 38 37 R1 C2 C1 0.22uF 0.1uF tn=tx=2.5s 10k UO 47k R SPEAKER R13 5k TL072 Q DC C4 10k Volts +12V CV 0.01uF +3V TR TH +12v D2 1N4007 1N4007 Chuan ap duong 7805 VI VO C9 4700uF - 50V 104pF BRIDGE C8 C10 4700uF - 50V 104pF VI VO 7905 Loc nguon VI U37 +3V 1k ZENER 104pF 3v 7812 7905 +12v 7805 -5v +3.296V R5 1k D4 C13 3.296v 104pF U36 Bien ap doi xung R4 C12 GND 7805 C11 104pF VO C7 U35 VI C14 104pF GND 220VAC Chinh luu cau BR1 GND 7812 TR1 +5V 7805 GND C5 36.232uF U34 Khuoi nguon chuan cap cho he thong D3 D1 NE555 Canh Bao loa+led TRAN-2P3S LS1 10k U32 R15 4Ne 0.47uF VCC VINT CAZ VBUFF CREF+ 33 36 35 34 27 29 VIN- V- R2 R14 U31:B C3 LED-YELLOW +3.21 +12v GND UA741 -12v +3.206 TC7107 OA 0.01uF OA V=-1.92375 28 C6 UO UO V=3.21021 +12V 26 84% U1 POL GND A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 AB4 31 U2 30 3k 32 R3 5k 33k ACOM +5V R16 RV2 VIN+ V+ -12V -5V 20 21 a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 12 a2 11 b2 10 c2 d2 14 e2 13 f2 25 g2 23 a3 16 b3 24 c3 15 d3 18 e3 17 f3 22 g3 19 Volts VO 7912 -12v Chuan ap am 7912 Đánh giá nhận xét kết Kết luận : Quá 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 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 hòa không khí, hay lò ấp trứng, nhà bảo quản lạnh … Trong trình làm em nhiều bất cập thiếu sót mong thầy cô giáo thông cảm, em xin chân thành cảm ơn 35 thầy cô giáo môn giúp đỡ em trình làm tập lớn !!! 36 ... điện cấu đo dòng điện điện áp chiều với dải đo rộng 3.9, thiết bị cảnh báo : để cảnh báo nhiệt độ ta sử dụng chuông cảnh báo còi để cảnh báo, ta sử dụng đồng thời hai để cảnh báo nhiệt độ Những... nhiệt độ vào khoảng nửa nhiệt độ môi trường nhiệt độ tính có sai số không hai lần sai số nhiệt kế nhiệt ngẫu đo trực tiếp Phương pháp thường dùng để đo nhiệt độ thép nấu chảy 1.1.4 Đo nhiệt độ dùng... trường đo cặp nhiệt τ - số thời gian cặp nhiệt ngẫu Dựa quan hệ xác định nhiệt độ đối tượng đo mà không cần nhiệt độ đầu công tác cặp nhiệt ngẫu phải đạt đến nhiệt độ cách nhúng nhiệt ngẫu vào môi