Từ các kết quả khảo sát cảm biến van spin SV-01, đã biết được những thông số
quan trọng (kết quả trình bày ở chương 3) làm cơ sở ban đầu cho việc thiết kế và chế
tạo thiết bịđo và chuyển mach điện tử bằng áp suất: - Cảm biến khá nhạy với từ trường ngoài.
- Vùng từ trường làm việc của cảm biến từ 0 ÷ 300 Oe.
- Vùng từ trường cho tín hiệu ra tuyến tính nhất là: 30 ÷ 270 Oe.
- Khoảng dịch chuyển của nam châm so với cảm biến: d = 0 ÷ 2,5 mm. - Vị trí tương đối giữa cảm biến với nam châm sử dụng L = 2 mm. - Điện áp cung cấp cho cảm biến là + 5V.
- Dòng điện cho cảm biến từ 5 ÷ 10 mA.
- Hai chân ra có sự biến thiên điện áp ngược với nhau
- Khoảng điện áp ngõ ra trước khuếch đại : từ 20 mV đến 280 mV - Khoảng điện áp ngõ ra sau khuếch đại cần phải đạt từ 0,4 ÷ 5,6 V
¾ Sơđồ khối của thiết bịđo áp suất:
Dựa vào những thông số cơ bản nêu trên kết hợp với những mục tiêu nghiên cứu
đã đặt ra, việc lựa chọn các phương án thiết kếđược trình bày tóm tắt bằng sơ đồ khối trên hình 2.3.1.
¾ Phân tích chức năng của các khối:
Đầu đo áp suất và cảm biến van spin: Như đã trình bày ở mục 2.2 (hình 2.2.2). Cảm biến van spin được đặt tại vị trí cốđịnh trên cơ cấu, khi đưa khí nén vào hệ thống "ruột gà" thì áp suất trong đường ống lớn hơn áp suất của không khí nên "ruột gà" sẽ bị
giãn nở, kéo theo sự dịch chuyển của viên nam châm đi một khoảng (dx). Tùy theo mức
độ tăng hay giảm áp suất khí mà sự dịch chuyển này sẽ gây ra sự thay đổi điện áp ra của cảm biến tương ứng với áp suất khí đưa vào. Ở đây cần phải nói rõ thêm là khi khảo sát sự giãn nở của "ruột gà" thấy rằng: trong phạm vi từ 0 ÷ 5 bar, "ruột gà" bị giãn nở kéo theo viên nam châm dịch khỏi vị trí ban đầu là 2,48 mm, hoàn toàn phù hợp với khoảng cách thay đổi cần thiết cho cảm biến và nam châm trong phạm vi cần đo. Khi cho áp suất trở về 0 bar thì "ruột gà" mang viên nam châm vềđúng vị trí cũ.
Khối khuếch đại tín hiệu: Do tín hiệu giữa 2 chân ra của cảm biến rất nhỏ, dao
động cỡ khoảng từ 20 mV đến 280 mV, do đó cần phải đưa qua mạch khuếch đại lên khoảng 20 lần cho đủ lớn mới có thể đưa đến bộ vi xử lý. Trong trường hợp tín hiệu trên 2 chân ra quá nhỏ, cần phải sử dụng tới bộ khuếch đại vi sai.
Bộ vi xử lý: Có nhiệm vụ biến đổi điện áp tương tựở ngõ ra bộ khuếch đại thành dạng tín hiệu số, sau đó sẽđược lập trình hiển thị kết quảđo trên màn hình LCD. Ngoài ra khối vi xử lý còn được lập trình với thuật toán giảm sai số cho các phép đo, ghép nối với máy tính (PC) để hiển thị thông tin cần thiết lên màn hình máy tính, đồng thời được lập trình đểđưa ra tín hiệu điều khiển cho bộ chuyển mạch điện tử.
Khối hiển thị: Khối này có nhiệm vụ hiển thị thông tin kết quảđo trên màn hình LCD. Trong trường hợp cần phải điều khiển bộ chuyển mạch điện tử theo áp suất, khi
đó sẽ ghép nối với máy tính để có thể vừa quan sát kết quảđo trên máy tính và vừa điều khiển được.
Bộ chuyển mạch từ/điện: Thông qua bộ vi xử lý có thể lập trình để đưa ra tín hiệu điều khiển bộ chuyển mạch, nhằm bảo vệ quá áp hoặc cấp nguồn cho thiết bị khác hoặc cho chính thiết bịđo.
Khối nguồn cung cấp: Khối nguồn cung cấp có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các bộ phận của thiết bị, vì vậy nó phải được tính toán một cách chính xác, vì nếu như nguồn cung cấp không đủ hoặc không ổn định sẽ ảnh hưởng tới sự hoạt động của thiết bị đo.