3. CÂU HỎI CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN:
2.2.4 IC cảm biến
Hình 2.6: Cấu tạo cảm biến IC bán dẫn
Cảm biến nhiệt Bán Dẫn là những loại cảm biến được chế tạo từ những chất bán dẫn. Có các loại như Diode, Transistor, IC. Nguyên lý hoạt động của chúng là dựa trên mức độ phân cực của các lớp P-N tuyến tính với nhiệt độ môi trường. Ngày nay với sự phát triển của ngành công nghệ bán dẫn đã cho ra đời rất nhiều loại cảm biến nhiệt với sự tích hợp của nhiều ưu điểm: Độ chính xác cao, chống nhiễu tốt, hoạt động ổn định, mạch điện xử lý đơn giản, rẽ tiền,….
Ta dễ dàng bắt gặp các cảm biến loại này dưới dạng diode ( hình dáng tương tự Pt100), các loại IC như: LM35, LM335, LM45. Nguyên lý của chúng là nhiệt độ thay
đổi sẽ cho ra điện áp thay đổi. Điện áp này được phân áp từ một điện áp chuẩn có trong mạch.
Thường dùng: Đo nhiệt độ không khí, dùng trong các thiết bị đo, bảo vệ các mạch điện tử. Ưu điểm: Tuyến tính nhất. Ngõ ra có giá trị cao nhất. Rẻ tiền. Dễ chế tạo.
Độ nhạy cao, chống nhiễu tốt. Mạch xử lý đơn giản.
Khuyết điểm:
Nhiệt độ đo dưới 2000C.
Dẫn kém bền, không chịu nhiệt độ cao. Cần cung cấp nguồn cho cảm biến.
Loại cảm biến này kém chịu đựng trong môi trường khắc nghiệt: Ẩm cao, hóa chất có tính ăn mòn, rung sốc va chạm mạnh.
2.3 Các phương pháp điều khiển nhiệt độ 2.3.1 Điều khiển ON-OFF
Sơ đồ điều khiển:
Sơ đồ điều khiển lò nhiệt bằng phương pháp ON-OFF được thể hiện qua hình dưới:
Hình 2.7: Sơ đồ điều khiển lò nhiệt
Nguyên lý làm việc:
Phương pháp điều khiển ON-OFF còn được gọi là phương pháp đóng ngắt hay dùng khâu relay có trễ: cơ cấu chấp hành sẽ đóng nguồn để cung cấp năng lượng ở mức tối đa cho thiết bị tiêu thụ điện năng (lò nhiệt) nếu nhiệt độ đặt w(k) lớn hơn nhiệt độ đo y(k), ngược lại mạch điều khiển sẽ ngắt mạch không tiếp tục cung cấp điện năng cho lò nữa khi nhiệt độ đặt w(k) nhỏ hơn nhiệt độ đo y(k).
Một vùng trễ được đưa vào để hạn chế tần số đóng ngắt như sơ đồ khối ở trên: nguồn chỉ đóng khi sai số e(k) > ∆ và ngắt khi e(k) < - ∆. Như vậy, nhiệt độ đo y(k) sẽ dao động quanh giá trị đặt w(k) và 2∆ còn được gọi là vùng trễ của rơ le.
Khâu rơle có trễ còn gọi là mạch so sánh Smith trong mạch điện tử và như vậy ∆ là giá trị thềm hay ngưỡng.
Đặc tính của phương pháp điều khiển ON-OFF cho bởi hình dưới:
Điều khiển ON-OFF có ưu điểm là:
• Thiết bị tin cậy, đơn giản, chắc chắn, hệ thống luôn hoạt động được với mọi tải.
• Tính toán thiết kế ít phức tạp và cân chỉnh dễ dàng.
• Điều khiển ON-OFF tốt nhất cho hệ thống điều khiển khi nhiệt độ tăng lên chậm và sai phân G giữa cân bằng nhiệt khi ngõ ra là ON và khi ngõ ra OFF là nhỏ.
Nhưng có nhược điểm là sai số xác lập sẽ lớn do hệ chỉ cân bằng động quanh nhiệt độ đặt và thay đổi theo tải. Khuyết điểm này có thể được hạn chế khi giảm vùng trễ bằng cách dùng phần tử đóng ngắt điện tử ở mạch công suất.