intTypePromotion=1

Cảm biến nhiệt độ

Chia sẻ: A Q | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

1
994
lượt xem
321
download

Cảm biến nhiệt độ

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong các đại lượng vật lý, nhiệt độ là một trong số những đại lượng được quan tâm nhiều nhất. Đó là vì nhiệt độ có vai trò quyết định trong nhiều tính chất của vật chất. Một trong những đặc điểm tác động của nhiệt độ là làm thay đổi một cách liên tục các đại lượng chịu sự ảnh hưởng của nó, thí dụ áp suất và thể tích của một chất khí, sự thay đổi pha hay điểm Curi của các vật liệu từ tính. Bởi vậy, trong nghiên cứu khoa học, trong công nghiệp và trong...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Cảm biến nhiệt độ

  1. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com Chương 3 : CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ Trong các đ ại lượng vật lý, nhiệt độ là một trong số nhữ ng đại lượng được quan tâm nhiều nhất. Đó là vì nhiệt độ có vai trò quyết đ ịnh trong nhiều tính chất của vật chất. Một trong nhữ ng đặc điểm tác động củ a nhiệt độ là làm thay đổi mộ t cách liên tục các đại lượng chịu sự ảnh hưởng củ a nó, thí dụ áp suất và thể tích của một chất khí, sự thay đổ i pha hay điểm Curi củ a các vật liệu từ tính. Bởi vậ y, trong nghiên cứu khoa họ c, trong công nghiệp và trong đời sống hàng ngày việc đo nhiệt đ ộ là điều rất cần thiết. Có nhiều cách đo nhiệt đo: - Phương p háp qu ang d ựa trên sự p hân b ố p hổ bức xạ nhiệt d o d ao đ ộng nhiệt (hiệu ứng Doppler). - Phương p háp cơ dựa trên sự giản nở củ a vật rắn, lỏng ho ặc khí (với áp suất khô ng đổ i), hoặc dựa trên tố c đ ộ âm. - Phương p háp điện dựa trên sự p hụ thuộ c củ a đ iện trở vào nhiệt đ ộ (hiệu ứng S eebeck), ho ặc d ựa trên sự tha y đổ i tần số dao độ ng của thạch anh. I. THANG NHIỆT ĐỘ Thang nhiệt đ ộ tu yệt đố i được xác đ ịnh dự a trên tính chất củ a khí lý tưở ng. 1. Thang nhiệt độ nhiệt động học tuyệt đối Thang Kelvin: đ ơn vị là K. Ngườ i ta gán nhiệt độ củ a điểm cân bằng củ a ba trạng thái nước – nước đ á – hơi mộ t giá trị số b ằng 273,1 5K. 2. Thang Celsius Đơn vị nhiệt đ ộ là (0 C). Qu an hệ giữa nhiệt đ ộ Celsiu s và nhiệt đ ộ Kelvin cho theo biểu thức: T (0 C) = T (K) – 273,15 3. Thang Fahrenheit Đơn vị nhiệt độ là Fahrenheit (0F). Quan hệ giữa nhiệt đ ộ Celsius và Fahrenheit được cho bởi biểu thứ c: 5 T( 0 C)   T( 0 F)  32    9 9 T( 0 F)  T( 0 C)  32 5 Trang III- 1
  2. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com Nhiệt độ đo được (nhờ một điện trở hoặc một cặp nhiệt) chính là nhiệt độ của cảm biến, ký hiệu Tc. Tc phụ thuộ c vào nhiệt đ ộ môi trường Tx và sự trao đổ i nhiệt. Điều cần thiết là phải giảm hiệu số Tx – Tc, có 2 biện p háp: Tăng sự trao đ ổi nhiệt giữa cảm biến và môi trườ ng đo. - Giảm sự trao đổ i nhiệt giữa cảm b iến và môi trường b ên ngoài. - Để đo nhiệt độ củ a mộ t vật rắn, từ bề m ặt vật ngườ i ta khoan mộ t lỗ nhỏ vớ i đườn g kính r và độ sâu L để đ ưa cảm biến vào sâu trong vật rắn. Để tăng đ ộ chính xác, phải đ ảm bảo 2 điều kiện: - Chiều sâu lỗ khoan L ≥ 1 0r. - Giảm trở kháng nhiệt giữa vật rắn và cảm b iến bằng cách giảm kho ảng cách giữa vỏ cảm b iến và t hành lỗ kho an, ho ặc lấp đầ y bằng mộ t vật liệu d ẫn nhiệt tốt. II. CẢ M BIẾN N HIỆT Đ IỆN TRỞ Ưu đ iểm của nhiệt đ iện trở là đơ n giản, độ nhạy cao, ổ n đ ịnh d ài hạn. Các nhiệt điện trở có thể chia thành 3 loại: đ iện trở kim lo ại, đ iện trở b án dẫn và nhiệt đ iện trở. 1. Nhiệt điện t rở kim loại Thường có dạng d â y ho ặc m àng mỏ ng kim lo ại có đ iện trở suất tha y đ ổ i nhiều theo nhiệt độ . Ngườ i ta thường làm đ iện trở b ằng p latin, niken, đ ôi khi cũ ng sử d ụng đồng và vonfram. - Platin đượ c chế tạo với đ ộ tinh k hiết cao nhằ m tăng độ chính xác của đ ặc tín h điện. Platin trơ về hóa họ c và ổ n đ ịnh về tinh thể cho p hép hoạt đ ộng tốt trong dải nhiệt rộ ng t ừ -200C ÷ 1000 C. - Niken có đ ộ nhạy nhiệt cao hơn nhiều so vớ i p latin. Điện trở niken ở 10 0C gấp 1 ,617 lần ở 0C, đố i với platin chỉ b ằng 1,38 5. Tuy nhiên, niken dễ bị o xy hó a khi nhiệt đ ộ tăng d o đó dải nhiệt b ị giới hạn d ưới 250C. - Đồ ng được dử dụ ng trong một số trườ ng hợp vì sự thay đổ i điện trở theo nhiệt đ ộ có độ tu yến tính cao. Dải làm việc b ị hạn chế dưới 1 80 C. - Vonfram có đ ộ nhạ y nhiệt cao hơn p latin khi ở nhiệt đ ộ dưới 10 0C và có đ ộ tu yến tính cao hơ n, có thể sử d ụ ng ở nhiệt đ ộ cao hơn. Vonfram có thể chế tạo thành các sợi m ảnh. Tuy nhiên ứng suất tro ng vonfram (tạo ra trong quá trình kéo sợi) khó triệt tiêu nên điện trở vo nfram có độ ổ n đ ịnh nhỏ hơn đ iện trở p latin. Để có độ nhạy cao, đ iện trở p hải lớ n. Muố n vậ y p hải: Trang III- 2
  3. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com - Giảm tiết d iện d ây, việc này b ị hạn chế vì tiết d iện càng nhỏ dâ y càng dễ d ứt. - Tăng chiều d ài dâ y, việc này cũng b ị giới hạn vì tăng chiều dài làm tăng kích thước củ a điện trở. Do đó các đ iện trở kim loại có giá trị R vào khoảng 100Ω ở 0oC. Trên thực tế các sản phẩm thương mại có điện trở ở 0 oC là 50Ω, 500Ω, 1000Ω. Các điện trở có trị số lớ n thường dùng đo ở dải nhiệt đ ộ thấp, ở đó cho p hép đo với đ ộ nhạ y tốt. Để sử d ụng cho mục đ ích cô ng ngh iệp , nhiệt kế p hải có vỏ b ọc tốt chố ng va chạm và rung độ ng. Điện trở được cu ốn và b ao bọ c trong thủ y tinh ho ặc gốm đ ặt trong vỏ bọc b ằng thép. Minh họ a nhiệt kế cô ng nghiệp dùng đ iện trở Pt Để đ o nhiệt độ b ề mặt vật rắn, ngườ i ta sử d ụng nhiệt đ iện trở bề mặt được chế tạo bằng p hươ ng p háp quang khắc bằng các vật liệu Ni, Fe – Ni ho ặc Pt (Pt đ ược sử d ụng khi cần độ chính xác cao). Chiều d ày lớp kim loại cở vài m, kích thước 1 cm2. Khi sử d ụng nhiệt điện trở đ ược dán lên bề mặt cần đo. Các đặc tính chủ yếu củ a nhiệt điện trở bề m ặt: Độ nhạy: 5.10 -3 /oC : Ni và Fe - Ni 4 .10 -4 /oC : Pt -195oC  260oC Dải nhiệt đ ộ hoạt động: : Ni và Fe – Ni o o -260 C  1400 C : Pt Minh họa một nhiệt kế tiếp xúc b ề mặt Trang III- 3
  4. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com 2. Nhiệt điện trở silic Silic tinh khiết ho ặc đơ n tinh thể silic có hệ số điện trở âm, tuy nhiên khi đ ược kích tạp lo ại n ở nhiệt đ ộ nào đ ó hệ số đ iện trở của nó trở thành d ương. Kho ảng nhiệt độ sử d ụng từ -5 0C đ ến 15 0C. Hệ số nhiệt cảm b iến silic kho ảng 0 ,7%/C, nghĩa là đ iện trở thay đổ i 0,7% t heo từng độ C. Sự thay đổi nhiệt tươ ng đối nhỏ nên có thể tu yế n tính hó a đ ặc tu yến tron g vù ng nhiệt đ ộ làm việc bằng cách mắc thêm m ột điện trở p hụ (song song ha y nố i tiếp tù y thu ộc vào mạch đ o). Sự tha y đổ i nhiệt của đ iện trở suất silic p hụ thuộ c vào nồ ng độ chất p ha và nhiệt đ ộ. Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 120 C (d ải nhiệt độ làm việc), đ iện trở su ất t ăng khi nhiệt độ tăng. Hệ số nhiệt của đ iện trở càng nhỏ khi p ha tạp càng m ạnh. Trường hợp nhiệt độ lớn hơ n 1 20 C, điện trở suất giảm khi nhiệt độ tăng. Hệ số nhiệt củ a điện trở su ất không p hụ thuộ c vào p ha tạp. 3. Nhiệt điện t rở Nhiệt điện trở có đ ộ nhạ y nhiệt rất cao , gấp hàng chục lần độ nhạy nhiệt điện trở kim lo ại. Nhiệt điện trở có thể chia thành 2 loại: Nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở dươ ng. - Nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm. - Nhiệt đ iện trở đ ược làm t ừ các hỗ n hợp oxit bán d ẫn, đ a tinh thể như MgO, MgAl2 O4, M n2O3, Fe3O4, Co2O3, NiO, ZnTiO4. Bộ t o xit đ ược trộ n với nhau theo tỉ lệ nhất đ ịnh sau đó đ ược nén đ ịnh d ạng và thiêu kết ở nhiệt độ 1 00 0C. Các dây nố i được hàn tại hai điểm trên b ề mặt. Nhiệt điện trở có kích thướ c nhỏ cho phép đo nhiệt đ ộ tại từng đ iểm, đ ồng thời nhiệt dung nhỏ nên thời gian đáp ứng ngắ n. Dải nhiệt độ làm việc từ vài độ K đến 300C. Vì độ nhạy cao , nhiệt điện trở được ứng d ụng đ ể p hát hiện b iến thiên nhiệt đ ộ rất nhỏ (kho ảng 10-4  10-3K). Để đ o nhiệt độ thấp, ta sử dụ ng các nhiệt điện trở có đ iện trở thấp ở 25 C (5 0 ÷ 10 0Ω). Để đ o nhiệt độ cao, cần p hải sử d ụng những nhiệt điện trở có đ iện trở cao ở 25C (100 ÷ 500Ω). III. CẢ M BIẾN C Ặ P N H IỆT NG Ẫ U 1. Đặc điểm Cặp nhiệt cấu tạo gồ m 2 loại d ây d ẫn A và B được nố i với nhau b ởi hai mối hàn có nhiệt đ ộ T1 và T2. Suất đ iện đ ộng E p hụ thu ộc vào bản chất vật liệu và nhiệt độ T1, T2. Thông thườ ng mộ t mối hàn được giữ ở nhiệt đ ộ có giá trị không đổ i và b iết trước Trang III- 4
  5. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com gọ i là nhiệt độ chu ẩn Tref. Khi đặt mố i hàn thứ hai vào môi trường đo nhiệt độ sẽ đ ạt đế n giá trị Tc chưa b iết. Kích thước cặp nhiệt nhỏ nên có thể đ o nhiệt độ ở từng đ iểm củ a đố i tượ ng đo và tăng tốc đ ộ đ áp ứng. Cặp nhiệt cu ng cấp suất điện độ ng nên khi đo không có dòng đ iện chạy qua, do đ ó không có hiệu ứ ng đ ốt nóng. Tu y nhiên, p hải b iết trước nhiệt độ chuẩn Tref, sai số Tref chính là sai số của Tc. Suất điện đ ộ ng là hàm khô ng tuyến tính. Mỗ i loại cặp nhiệt có suất đ iện độ ng p hụ thu ộc khác nhau vào nhiệt đ ộ. Mỗ i lo ại cặp nhiệt có có d ải nhiệt độ làm việc khác nhau từ -270 C đến 2 700C, đây là ưu điểm so với nhiệt kế điện trở. Độ nhạy nhiệt phụ thuộ c vào nhiệt độ : dE A / B (V / o C) S(Tc )  dTc Cặp nhiệt Fe/Co nstantan: S(0 C) = 52,9 V/C S(700 C) = 6 3,8 V/C ; Cặp nhiệt Pt – Rh (10%)/Pt: S(0 C) = 6 ,4 V/C S(1400 C) = 11,93 V/C ; 2. Các hiệu ứng nhiệt điện Hiệu ứng Peltier: - Ở đ iểm tiếp xúc giữa hai d ây d ẫn A và B khác nhau về bản chất như ng ở cùng mộ t nhiệt độ tồn tại mộ t hiệu đ iện thế tiếp xúc. Hiệu đ iện thế nà y p hụ thu ộc vào bản chất của vật d ẫn và nhiệt độ , gọ i là su ất đ iện độ ng Peltier. Địn h luậ t Vo lta phát biểu: Trong mộ t chuỗ i cách nhiệt đ ược tạo thành từ các vật dẫn khác nhau, tổ ng suất đ iện động Peltier bằng 0 . Trang III- 5
  6. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com Vậ y, khi hai vật d ẫn đ ược p hân cách b ởi các vật d ẫn trung gian và toàn hệ đẳng nhiệt thì hiệu đ iện thế giữa hai vật dẫn đầu mút cũ ng chính là hiệu điện thế nếu như chúng tiếp xúc trực t iếp với nhau. Hiệu ứng Thomson: - Trong một vật dẫn đồ ng nhất, giữ a hai điểm M và N có nhiệt đ ộ khác nhau sẽ sinh ra một suất điện động. Su ất điện độ ng này chỉ phụ thu ộc vào bản chất củ a vật d ẫn và nhiệt đ ộ củ a hai điểm M và N. Địn h luật Magnus p hát b iểu: Nếu hai đầu ngo ài củ a một mạch chỉ gồ m mộ t vật d ẫn du y nhất và đồ ng chất được duy trì ở cù ng mộ t nhiệt đ ộ thì su ất hiện độ ng Thom so n bằng không. Hiệu ứng S eebeck: - Một mạch kín tạo thành từ hai vật dẫn A và B và hai tiếp điểm củ a chúng chúng được giữ ở nhiệt độ T1 và T2, khi đó mạch tạo thành cặp nhiệt điện. Cặp nhiệt đ iện tạo nên su ất điện độ ng d o kết quả của hai hiệu ứ ng Peltier và Thomson gọ i là su ất đ iện đ ộng Seeb eck. Nếu chọn nhiệt đ ộ chu ẩn T1 = 0C, khi đ ó su ất điện động chỉ p hụ thuộc vào T2. 3. Phương pháp chế tạo và sơ đồ đo a. Chế tạo Khi chế tạo cặp nhiệt cần tránh nhữn g cặp nhiệt ký sinh do gấp khúc d ây, nhiễm bẩn hóa họ c, bứ c xạ hạt nhân. Kích thước mố i hàn nhỏ tối đ a tránh hiện tượng có nhiệt đ ộ khác nhau giữa các đ iểm trên mố i nố i tạo ra sức đ iện đ ộng ký sinh. Có 3 kỹ thu ật hàn: Hàn thiết. - Hàn xì, bằng axêtylen. - Hàn bằng tia lửa đ iện. - Dâ y đ ược đặt tro ng sứ cách đ iện trơ về hóa họ c và có đ iện trở lớ n. Trang III- 6
  7. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com Vỏ b ọc bảo vệ bên ngo ài làm bằng sứ ho ặc thép, không cho khí lọt q ua, chố n g tăng giảm nhiệt độ độ t ngộ t. b. S ơ đồ đo Điều kiện: từng đôi cù ng nhiệt đ ộ A/M1, B/M1, M1/M2, M2/M3 Suất đ iện đ ộng: c. Sơ đồ vi sai Đo nhiệt độ giữa hai đ iểm đặt hai mố i hàn A/B của cặp nhiệt. Điều kiện các mố i hàn A/M1, M1/M2, M2/M3 đặt ở cùng nhiệt đ ộ. 4. Phương pháp đo Nhiệt đ ộ cần đ o được xác đ ịnh thông q ua suất điện đ ộng Seeb eck đ o được giữ a hai đ ầu cặp nhiệt. Su ất đ iện độ ng được xác đ ịnh chính xác nếu giảm tố i thiểu sự sụt áp trong các thành p hần (cặp nhiệt, dâ y dẫn). Trang III- 7
  8. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com Thường áp dụng hai phươ ng pháp đo sau: Dùng milivon kế có đ iện trở suất lớn đ ể giảm sụt áp. - Dùng phương p háp xung đ ối đ ể dòng điện chạ y q ua cặp nhiệt b ằng không. -  Dùng m ilivon kế: Rt: đ iện trở cặp nhiệt Rl: đ iện trở dây nố i Rv: đ iện trở m ilivo n kế Vì không t hể xác đ ịnh đ ược đ iện trở cặp nhiệt và d ây nố i (thay đổi theo nhiệt đ ộ) để giảm sai số người ta chọ n sao cho Rv >> Rt + Rl.  Phương p háp xung đố i Đấu suất đ iện đ ộng cần đo với đ iện áp V đ úng b ằng giá trị suất đ iện độ ng. Giá trị V có thể đo chính xác, là đ iện áp rơi củ a mộ t đ iện trở có d òng đ iện chạ y qu a. Cặp nhiệt nố i tiếp vớ i một điện kế G và đ ấu song song với đ iện trở chu ẩn Re. Điều chỉnh d òng đ iện I sao cho d òng điện chạy q ua điện kế b ằng 0. Ta có: Dòng đ iện I có thể đ ược điều chỉnh b ằng b iến trở Rh. Ho ặc đ iều chỉnh nhờ một pin mẫu . Trang III- 8
  9. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com Dải nhiệt đ ộ làm việc củ a cặp nhiệt thường b ị hạn chế. Ở nhiệt đ ô thấp năn g su ất nhiệt đ iện giảm. Ở nhiệt đ ộ cao cặp nhiệt kế có thể b ị nhiễm bẩn hoặc xảy ra hiệ n tượng b ay hơi các chất trong hợp kim, tăng đ ộ giòn cơ học, thậm chí b ị nóng chả y. Do đ ó khi sử dụ ng p hải b iết đ ược nhiệt độ sử d ụng cao nhất của cặp nhiệt. Dây càng nhỏ thì nhiệt độ cực đại càng thấp. Trang III- 9
  10. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com IV. ĐO N HIỆT Đ Ộ BẰ NG D IOD E VÀ TRASISTOR 1. Đặc điểm chung Sử dụ ng linh kiện bán d ẫn là d iode hoặc transistor (nố i B-C) p hân cực thuận với dòng I khô n g đ ổi. Điện áp giữ a hai cực là hàm củ a nhiệt độ. Độ nhạy nhiệt p hụ thuộc vào d òng ngư ợc I0. dV S dT Giá trị khoảng -2,5 m V/C Để tăng độ tu yến tính và lo ại trừ khả năng ảnh hưở ng dòng ngược I0, ta dùng cặp transis tor đấu theo kiểu d iod e đ ối nhau . Độ nhạy nhiệt: d(V1  V2 ) S dT Đặc tính: Độ nhạ y nhiệt lớn hơn cặp nhiệt nhưng nhỏ hơ n so vớ i nhiệt đ iện trở. Đặc b iệt là không cần nhiệt đ ộ chuẩn. Dải nhiệt b ị hạn chế trong kho ảng -50 C 150C, trong dải nhiệt này cảm b iến có độ ổn định cao. 2. Độ nhạy nhiệt Xét mạch dùng cặp transistor. Giả sử dòng I0 củ a hai transistor giố ng nhau, d òng qua các transistor là I1 và I2, điện áp B-E tương ứ ng là V1 và V2. Trang III- 10
  11. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com Độ nhạy nhiệt: k = 1 ,381.10 -23 J/K k: hằng số Bo ltzman q = 1 ,602.10 -19 C q: điện tích S = 86,56 ln n (V/K) Độ nhạ y k hông phụ thu ộc vào nhiệt độ, d o đó độ tu yế n tính đư ợc cải thiện đáng kể. Trang III- 11
  12. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com V. LM35D 1. Đặc điểm chung LM35D là mộ t lo ại cảm biến nhiệt độ có đ iện áp ngõ ra p hụ thu ộc vào nhiệt đ ộ. Độ nhạy 10mV/C. Dải nhiệt độ làm việc là 0C đ ến 1 00 C. Phạm vi điện áp sử dụ ng từ 4 V đến 30V. Độ chính xác 1 C. Độ tu yến tính tốt (sai số phi tu yến tối đa 0,5C). Dòng d iện trạng t hái tĩnh nhỏ (80mA). LM35D có vỏ ngoài giố ng như các transistor (kiểu T0 -92). Khi sử d ụng không cần linh kiện ngoài, cũ ng không cần tinh c hỉnh, chỉ cần nố i với một đ ồng hồ 1 V hoặc dùng VOM số có thể d ùng làm m áy đo nhiệt đ ộ. 2. Các mạch ứng dụng a. Mạch điều chỉnh nhiệt độ nước Mạch so sánh có ngõ vào không đảo chiết áp từ RP1. Ngõ vào đảo lấy đ iện áp ngõ ra củ a b ộ cảm biến nhiệt độ LM35D. Khi nhiệt đ ộ nước thấp hơn nhiệt độ xác đ ịnh, ngõ vào không đ ảo có điệp áp cao hơn ngõ vào đảo , điện áp ngõ ra bộ so sánh ở mức cao, đ èn D2 sáng (b iểu hiện đang gia nhiệt). Q1 dẫn, đèn D3 sáng, đ iện trở Rcds nhận ánh sáng chiếu vào, điện trở sụ t xu ống kho ảng 1kΩ, triac dẫn, bộ gia nhiệt được cấp điện, nhiệt đ ộ nước tăng lên. Trang III- 12
  13. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com Khi nhiệt đ ộ nước bằng ho ặc cao hơn nhiệt độ xác định, đ iện áp ngõ vào đảo cao hơn ngõ vào không đảo. Điện áp ngõ ra b ộ so sá nh xuố ng mức thấp , đèn D1 sáng (b áo ngưng cấp nhiệt). Q1 ngưn g, đ èn D3 tắt, Rcds có trị số lớn kho ảng 1MΩ, triac ngưng, b ộ gia nhiệt b ị ngắt điện, ngưng gia nhiệt. b. Mạch đo nhiệt độ trung bình Ba cảm b iến T1, T2, T3 được đ ặt ở b a vị trí khác nhau, Vo cho p hép xác đ ịnh nhiệt độ trung bình. 1 V0   V01  V02  V03  Chọ n R1 = R2 = R3 = 3R5 ; R4 = R6 . 3 Trang III- 13
  14. Công ty cổ phần Công nghệ cao LÊ GIA Địa chỉ: Số 108/29A Cộng Hoà(01 Đồng Khởi), P.4, Q.Tân Bình, TP.HCM Điện thoại: 08 – 62680418 ; 08 - 35301472 ; 08-62962568 Fax: 08 – 62680419 Hotline: 0166 6666 198 ; 0917 503 767 Email: sales@legia-technology.com Website: http://legia-technology.com c. Mạch đo sai lệch điện áp Hai cảm b iến T1 và T2 đ o nhiệt độ ở hai nơ i. Vo = Vo2 – Vo1 Trang III- 14
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2