CHƢƠNG IV : MẠCH ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG CƠ BẢN
a. Mạch so sánh dùng để điều khiển nhiệt độ
Sơ đồ mạch như sau:
Đây là mạch ứng dụng trong việc cảnh báo quá nhiệt hay thiếu nhiệt của môi trường cần theo giỏi. Mạch làm việc theo nguyên lý so sánh cửa sổ, một nguyên lý rất thông dụng trong môi trường công nghiệp, được minh họa qua giản đồ nhiệt sau:
Khi muốn khống chế nhiệt độ lò ở 400C người ta tiến hành như sau:
Từ nhiệt độ môi trường đang là 270C, bắt đầu cấp nhiệt cho lò (điểm A). Nhiệt độ lò tăng dần qua 360C (điểm B), rồi qua 400C mạch vẫn tiếp tục cấp nhiệt, cho đến khi nhiệt độ của lò đến 440C (điểm C) lò mới cắt điện trở gia nhiệt. Nhiệt độ lò bắt đầu giảm dần từ 440C (điểm D). Giảm qua 400C vẫn tiếp tục giảm. Cho đến 360C (điểm E) thì lại tiếp tục cấp nhiệt cho lò (điểm B) nhiệt độ lò tăng dần lên.
Hình 4.19: Sơ đồ mạch so sánh nhiệt độ
Tài liệu giảng dạy môn học Kỹ thuật Điện – Điện tử 147 Rõ ràng để giữ nhiệt độ lò ở 400C, người ta cấp nhiệt cho lò theo chu trình B, C, D, E rồi trở lại B. Hình dạng như là một cửa sổ nên có tên gọi là mạch so sánh cửa sổ (window comparator). Nguyên lý so sánh này được ứng dụng rất rộng rãi trongcoong nghiệp, dân dụng, quân sự, y tế…
Tóm tắt nguyên lý làm việc như sau:
Điện trở nhiệt PTR phối hợp với R1 và R2 tạo ra Vs là một hàm biến thiên theo nhiệt độ môi trường đặt PTR. Cụ thể có thể tính Vs:
Rõ ràng Vs = f(To) là một hàm của nhiệt độ. Do đó, đo Vs chính là đo nhiệt độ. Cụ thể các giá trị điện trở trong mạch được cân chỉnh để 2 OP-AMPS làm việc như sau :
* Khi thiếu nhiệt:
Lúc này VS < VA < VB, đầu vào v+ của op-amps II nhỏ hơn đầu vào v- nên ngõ ra op-amps II xuống thấp, LED 2 sáng. Trong khi đó đầu vào v+ của op-amps I lớn hơn đầu vào v- nên ngõ ra op-amps I lên cao, LED 1 tắt.
* Khi đủ nhiệt:
Lúc này VA < VS < VB, đầu vào v+ của op-amps II lớn hơn đầu vào v- nên ngõ ra op-amps II lên cao, LED 2 tắt. Trong khi đó đầu vào v+ của op-amps I lớn hơn đầu vào v- nên ngõ ra op-amps I lên cao, LED 1 tắt.
* Khi quá nhiệt:
Lúc này VA < VB < VS, đầu vào v+ của op-amps II lớn hơn đầu vào v- nên ngõ ra op-amps II lên cao, LED 2 tắt. Trong khi đó đầu vào v+ của op-amps I nhỏ hơn đầu vào v- nên ngõ ra op-amps I xuống thấp, LED 1 sáng.
Rõ ràng chỉ cần nhìn vào độ sáng tối của 2 LED, ta có thể nhận biết được nhiệt độ của môi trường cần cảnh báo nhiệt độ. Để mạch cảnh báo hiệu quả hơn có thể thêm vào một mạch dao động, mạch này giúp khi có sự cố các LED sẽ không sáng liên tục mà nhấp nháy.