MỤC LỤC
Về mạch điện đo nhiệt độ rất đa dạng phong phú, từ mạch đo chỉ thị bằng đồng hồ microampe đến mạch đo chỉ thị số, cũng như bộ chuyển đổi mạch cũng rất đa dạng. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng và yêu cầu kỹ thuật mà ta chọn các loại cảm biến ,các mạch chuyển đổi, chỉ thị cho phù hợp. Mạch điện sử dụng một nhiệt điện trở đưa vào trong nhánh của cầu Wheatston kéo trực tiếp Ampe kế và không thông qua transistor để chỉ thị nhiệt độ.
Sự thay đổi nhiệt độ sẽ làm cho điện trở của nhiệt trở thay đổi, làm thay đổi mức điện ỏp ngừ ra do đú làm thay đổi dũng dẫn của transistor. Cũng có thể dùng mạch này để điều khiển nhiệt độ nếu thay thế microampe bằng mạch khuếch đại và bộ phận Relay. Mạch này nêu ra AD590 được kết nối để bù nhiệt cho cặp nhiệt kiểu K.
Các tiếp giáp quy chiếu phải có tiếp xúc nhiệt sát với vỏ thiết bị AD590. V+ phải ít nhất 4V và dòng điện ICL8069 phải được xác lập ở 1 đến 2mA, sự chuẩn hóa không yêu cầu nối ngắn mạch hoặc tháo cặp nhiệt. Nếu cần các đo đạc chính xác cao, điều chỉnh R2 đến hệ số Seebeck chính xác cho cặp nhiệt được sử dụng, sau đó ghi lại V1 và xác lập R1 để tăng điện áp này (tức là xác lập V2 =V1).
Đối với các kiểu cặp nhiệt khác thì điều chỉnh các giá trị tương ứng hệ số Seebeck. Không cần phải chuẩn hóa, loại NPN tín hiệu nhỏ thông dụng bất kỳ đều có thể được dùng làm bộ cảm biến.Yêu cầu chuẩn hoá bị loại bỏ do Q1 vận hành như một nguồn dòng điện giá trị-được chuyển mạch, thay đổi giữa khoảng 10 và 100A khi LTC1043 chuyển đổi giữa các chân 12 và 14. Hai giá trị dòng đện này không quan trọng khi tỷ suất đó giữ không đổi.
Qua sơ đồ mạch nguyên lý trên cho phép ta khống chế nhiệt giữa hai ngưỡng dưới và trên trong mạch sử dụng cảm biến Thermistor TH1. Phần mạch bên trái Thermistor là mạch khống chế nhiệt dưới, phần bên phải là mạch khống chế nhiệt trên. Điện áp phân cực tĩnh cho hai OPAMP lấy từ mạch phân áp giữa biến trở R1 và Thermistor TH1 để đưa đến đầu vào đảo và không đảo của hai OPAMP.
-Khi nhiệt độ tăng cao làm cho nội trở của TH1 giảm mạnh, với sự thay đổi điện áp so sánh giữa hai đầu vào của OPAMP và so sánh với một điện áp chuẩn tương ứng với một nhiệt độ đó định trước, điều khiển ngừ ra của OPAMP để đóng mở Relay. Giả sử nhiệt độ tăng quá mức ngưỡng trên, nội trở TH1 giảm làm cho ngừ ra của OPAMP2 ở mức thấp làm Q2 dẫn, Relay 2 hỳt làm ngắn mạch tải.Trong lúc đó OPAMP1 chuyển qua bão hòa dương làm Q1 ngắt, Relay1 nhả, thông mạch tải. -Khi nhiệt độ giảm quỏ mức ngưỡng dưới, nội trở TH1 tăng làm cho ngừ ra của OPAMP2 ở mức cao làm Q2 ngắt, Relay2 nhả, thông mạch tải; còn ngừ ra của OPAMP1 ở mức thấp làm Q1 dẫn, Relay1 hỳt làm ngắn mạch tải.
Điểm cần chú ý trong mạch này là các OPAMP chuyển trạng thái với độ nhạy rất cao của áp vi sai ở đầu vào khoảng vài trăm V. Trong một số trường hợp cần khống chế mức nhiệt độ quá thấp mà các nhiệt trở thông thường không đáp ứng được. Hơn nữa ở nhiệt độ thấp, do công suất tiêu tán trên nhiệt trở lại biến thành nhiệt nên giảm đi độ chính xác của mạch.
Khi có dòng bằng hay lớn hơn 1mA chạy qua diode D1 thì điện áp thuận của nó khoảng 600mV. Với dòng thuận 1mA, công suất tiêu tán chỉ bằng 600mW nên hiệu ứng tỏa nhiệt do nung nóng không đáng kể. Diode D1 dùng làm phần tử cảm biến nhiệt, biến trở R3 dùng để chỉnh cầu cân bằng cho áp vi sai bằng 0.
Nếu nhiệt độ môi trường tăng quá ngưỡng, nội trở của D1 giảm, OPAMP chuyển sang trạng thái bão hòa âm, làm Q1 dẫn, Relay có điện. Nếu nhiệt độ giảm dưới mức ngưỡng, nội trở D1 tăng, OPAMP chuyển sang trạng thái bão hòa dương, làm Q1 ngưng dẫn, ngắt Relay. Như vậy mạch chỉ làm việc để Relay ngắt nguồn khi nhiệt độ môi trường quá ngưỡng trên.
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng/mở (ON/OFF) thông thường đến các úng dụng cho các lĩnh vực phức tạp,. -Hóa học và dầu khí: Định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân đong trong ngành hóa ….
-Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hóa trong chế tạo máy, cân đong, quá trình lắp đặt máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại,… -Bột giấy, giấy, xử lý giấy : điều khiển máy băm, quá trình ủ bột, quá trình cán, gia nhiệt, …. -Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thử nghiệm vật liệu, cân đong, các khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy, …. -Kim loại: điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), quy trình sản xuất, kiểm tra chất lượng.
-Năng lượng: điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các turbin, …), các trạm cần hoạt động tuần tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ, …).
Trong đoạn này có dòng điện rò chảy qua SCR I = Io; Io gọi là dòng điện duy trì của SCR, là giá trị dòng điện cần thiết để SCR dẫn, dưới giá trị này SCR sẽ tắt. Khi tăng U đến giá trị Uch (điện áp chuyển trạng thái), bắt đầu quá trình tăng trưởng nhanh chóng của dòng điện, SCR chuyển sang trạng thái mở. -Đoạn II của đường đặc tính ứng với giai đoạn chuyển dịch thuận của mặt tiếp giáp JC.
Trong đoạn này, mỗi một lượng tăng nhỏ của dòng điện ứng với một lượng giảm lớn của điện áp. -Đoạn III của đường đặc tính ứng với trạng thái mở của SCR.Trong đoạn này, cả ba mặt tiếp giáp JA, JC, JK đều đã chuyển dịch thuận, một giá trị điện áp nhỏ có thể tạo ra một dòng điện lớn. Lúc này dòng điện thuận chỉ còn bị hạn chế bởi điện trở mạch ngoài.
Điện áp rơi trên SCR rất nhỏ, SCR được giữ ở trạng thái mở chừng nào dòng Ith còn lớn hơn dòng duy trì Idt. -Đoạn IV của đường đặc tính ứng với trạng thái của SCR khi ta đặt một điện áp ngược lên nó (cực dương đặt lên catode, cực âm đặt lên anode). Vì vậy không cho phép đặt điện áp ngược với giá trị Uct lên SCR.
Tăng dần giá trị Iđk, đoạn I của đường đặc tuyến V-A sẽ rút ngắn lại và điện áp Uch cũng nhỏ đi. Khi dòng điều khiển tương đối lớn thì đường đặc tuyến gần như thẳng giống như nhánh thuận của đặc tuyến diode. Nếu tăng điện áp đặt lên SCR đến Uch thì SCR sẽ chuyển từ trạng thái khóa sang trạng thái mở.
Nếu SCR đã dẫn, khi không còn dòng điều khiển thì SCR vẫn còn dẫn, muốn tắt SCR thì ta phải cưỡng bức tắt bằng cách : ngắt dòng anode; đặt một điện áp ngược lên hai đầu A-K (VAK < 0).
Tớn hiệu tương tự từ mạch đầu đo được đưa đến ngừ vào A+ của PLC. Chương trình điều khiển trong PLC có thể được viết theo hai phương pháp cơ bản: phương pháp hình thang (Ladder Logic: LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statement List: STL).
-Chỉnh VR3 sao cho điện áp tại C luôn bằng điện áp tại A tại mọi vị trí của biến trở VR4 (thang đo mV). -Đặt nhiệt kế và cảm biến vào nước đá đang tan, chờ cho mực thủy ngân ổn định, xác định nhiệt độ của nước đá (T0đá). -Đặt nhiệt kế và cảm biến vào nước đang sôi, chờ cho mực thủy ngân ổn định, xác định nhiệt độ của nước đang sôi (T0sôi).
Bước 4 và bước 5 được tiến hành xen kẽ vài lần để chỉnh cho chính xác.