zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kĩ thuật Viễn thông

Giáo trình hướng dẫn phân tích ứng dụng quy trình tự động hóa với khối xử lý vi mạch tần số p7

Chia sẻ: Eryey Yetutwu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Báo xấu

79
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình hướng dẫn phân tích ứng dụng quy trình tự động hóa với khối xử lý vi mạch tần số p7', kỹ thuật - công nghệ, kĩ thuật viễn thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình hướng dẫn phân tích ứng dụng quy trình tự động hóa với khối xử lý vi mạch tần số p7

. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 3.2.1.1. Mét sè lo i c m bi n nhi t hiÖn t i. Tu theo l nh v c o và i u ki n th c t mà ta có th ch n m t trong b n lo i c m bi n: Thermocouple (nhi t ng u), RTD, Thermistor và IC bán d n. M i lo i u có u i m và nh c i m riêng c a nó. 3.2.1.1.1 Thermocouple. + u i m: - Là thành ph n tích c c, t cung c p công su t. - n gi n. - R ti n. - T m thay i r ng. - T m o nhi t r ng. + Nh c i m: - Phi tuy n. - i n áp cung c p th p. - òi h i i n áp tham chi u. - Kém n nh nh t. - Kém nh y nh t. 3.2.1.1.2. RTD (Resistance Temperature Detector). + u i m: - n nh nh t. - Chính xác nh t. - Tuy n tính h n Thermocouple. + Nh c i m: - t ti n. - C n ph i cung c p ngu n dòng. -L ng thay i R nh . Khoa c¬ ®iÖn - 73 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 - i n tr tuy t i th p. - T gia t ng nhi t. 3.2.1.1.3. Thermistor. + u i m: - Ngõ ra có giá tr l n. - Nhanh. - o hai dây. + Nh c i m: - Phi tuy n. - Gi i h n t m o nhi t . - D v. - C n ph i cung c p ngu n dòng. - T gia t ng nhi t. 3.2.1.1.4. IC bán d n. + u i m: - Tuy n tính nh t. - Ngõ ra có giá tr cao nh t. - R ti n. + Nh c i m: i 200 oC). - Nhi t o th p (d - C n cung c p ngu n cho c m bi n. 3.2.1.1.5. C m bi n nhi t ®é lo i IC bán d n. Trong thùc tÕ ng−êi ta ®· vµ ®ang sö dông rÊt nhiÒu dông cô vµ thiÕt bÞ kh¸c nhau ®Ó ®o nhiÖt ®é. Khoa c¬ ®iÖn - 74 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 T nh ng phân tích nh ng u i m và khuy t i m c a các ph ng pháp o nãi trên, trong án này chúng tôi xu t ph ng án l a ch n c m bi n lo i IC bán d n. Do ó ây chúng tôi ch i sâu v IC c m bi n nhi t. • Nguyên lý ho t ng chung c a IC o nhi t . IC o nhi t là m t m ch tích h p nh n tín hi u nhi t chuy n thành tín hi u i n d i d ng dòng i n hay i n áp. D a vào c tính r t nh y c a các bán d n v i nhi t :d i tác ng c a nhi t ã t o ra i n tích t do và các l tr ng trong ch t bán d n. B ng s phá v các phân t , b t các electron thành d ng t do di chuy n qua vùng c u trúc m ng tinh th t o s xu t hi n các l tr ng. Làm cho t l i n t t do và l tr ng t ng lên theo quy lu t hàm s m v i nhi t .T ó t o ra i n áp hay dòng i n t l thu n v i nhi t tuy t i. o tín hi u i n ta bi t c giá tr c a nhi t c n o. • c tính c a m t s IC o nhi t thông d ng: + AD590. - Ngõ ra là dòng i n. nh y: 1A/oK. - chính xác: +4oC - - Ngu n cung c p: 4 ÷ 30 V. - Ph m vi s d ng: -55oC ÷ 150oC. + LX5700. - Ngõ ra là i n áp. nh y: -10mV/oK. - - Ph m vi s d ng: -55oC ÷ 150oC. 3.2.1.1.5. 1. c¶m biÕn nhiÖt ®é b¸n dÉn LM335 Khoa c¬ ®iÖn - 75 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 ây là lo i c¶m biÕn mà chúng tôi l a ch n trong tính toán, thi t k và ch t o trong lu n v n này. LM335 là c m bi n o nhi t c tích h p t các ch t bán d n có th o nhi t r t chính xác và d dàng chu n hoá. Nó làm vi c nh m t diode Zener, i là 10mV/oK. LM335 có i n áp ánh th ng t l tr c ti p v i nhi t tuy t 25oC thì LM335 có sai s nh h n 1oC. Khi ki m tra Không gi ng nh các c m bi n khác, LM335 có u ra tuy n tính. §Æc tuyÕn cña nã ®−îc m« t¶ theo c«ng thøc sau: U = 10.T (mV) = 2730 + 10.t (mV) (3.5) t -40oC ÷ 100oC. Tr kháng LM335 c ng d ng trong ph m vi nhi t th p và u ra tuy n tính ã làm cho vi c ghép n i m ch ra và m ch i u khi n tr nên r t n gi n. • Các c tr ng c a LM335: + o tr c ti p nhi t Kelvin. + Dòng làm vi c t 400µA ÷ 5mA. + Tr kháng ng nh h n 1 . + Ki m tra d dàng. + Ph m vi nhi t o r ng. + R ti n. • S¬ ®å cÊu t¹o cña vi m¹ch LM335 Khoa c¬ ®iÖn - 76 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 H×nh 3.1: S¬ ®å cÊu t¹o cña vi m¹ch LM335. H×nh 3.2: S¬ ®å l¾p r¸p c¶m biÕn LM335 ®¬n gi¶n. R1 lµ ®iÖn trë giíi h¹n dßng qua c¶m biÕn ®−îc tÝnh ë ®iÒu kiÖn chuÈn lµ ë nhiÖt ®é t = 20 0C .NÕu chän dßng lµ I mA th× R1 ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: E − 0,2 . 103 (Ω) R1 = (3.6) I Trong ®ã: E lµ ®iÖn ¸p nguån (V). Rt lµ ®iÖn trë t¶i (Ω). §Ó ®¶m b¶o ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh cña chuyÓn ®æi ®o th× It
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 H×nh 3.3: M¹ch hiÖu chØnh LM335. Trong ®ã: Rc lµ chiÕt ¸p. C lµ tô läc nhiÔu cho c¶m biÕn. - Connection diagram: - Các nh m c tuy t ic c i: + Dòng ng c: 15mA. + Dòng thu n: 10mA. + Ph m vi nhi t c tr ng. Liên t c Không liên t c -40oC ÷ 100oC 100oC ÷ 125oC - chính xác nhi t : Khoa c¬ ®iÖn - 78 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 LM335A LM335 n Thông s i u ki n Min Typ Max Min Typ Max v Tc=25oC, i n áp ra 2.95 2.98 3.01 2.92 2.98 3.04 V IR=1mA không Tc=25oC, Sai s o 1 3 2 6 C c l y chu n IR=1mA Sai s không Tmin
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 §iÖn trë nhiÖt t¹i chç nèi tíi §¸p øng nhiÖt trong thïng dÇu kh«ng khÝ Sai sè chuÈn hãa Trë kh¸ng ®éng H»ng sè thêi gian C¸c tÝnh chÊt thuËn Khoa c¬ ®iÖn - 80 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 C¸c tÝnh chÊt ng−îc §iÖn ¸p nhiÔu §¸p øng nhiÖt trong kh«ng khÝ tÜnh: Khoa c¬ ®iÖn - 81 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 • Chu n hoá LM335. VCC LM335 có m t ph ng pháp chu n hoá R2 thi t b d dàng cho chính xác cao. N i nhánh 2.2K Output hi u ch nh c a LM335 v i m t bi n tr 10K . 3 10mV/oK 2 D1 R1 B i vì u ra c a LM335 t l v i nhi t LM335 32 10K tuy t i. Do ó v i vi c i u ch nh bi n tr , u 1 ra c m bi n s cho 0V t i 0oK. 1 Sai s i n áp u ra ch là sai s dc (do u ra tuy n tính theo nhi t ). Vì v y, chu n hoá dèc t i m t nhi t s làm úng t t c các nhi t khác. i n áp u ra c a c m bi n c tính theo công th c: T VoutT = VoutT0 * (3.7) T0 Trong ó: T là nhi t ch a bi t. T0 là nhi t tham chi u. C hai u tính b ng nhi t Kelvin. B ng cách chu n hoá u ra t i m t nhi t s làm úng u ra cho t t c c l y chu n là 10mV/oK. các nhi t khác. Thông th ng u ra Ví d t i 25oC ta s có u ra có i n áp là 2,98V. Tuy nhiên, LM335 c ng nh b t k lo i c m bi n nào khác, s t làm nóng có th làm gi m chính xác. Ngoài ra, LM335 là lo i c m bi n không th m n c. Vì v y, khi ta phun s−¬ng −ít sÏ kh«ng lµm ¶nh h−ëng tíi ®é chÝnh x¸c cña nã. 3.2.1.2. M¹ch ®o nhiÖt ®é sö dông c¶m biÕn nhiÖt ®é b¸n dÉn LM335. Trong m¹ch ta sö dông mét sè thiÕt bÞ nh−: C¶m biÕn nhiÖt ®éLM335, bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù sè ADC 804, chÝp vi ®iÒu khiÓn 89C051, LED 7 v¹ch, m¹ch so s¸nh.v.v... Khoa c¬ ®iÖn - 82 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 3.2.1.2.1. S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å m¹ch in cña m¹ch c¶m biÕn nhiÖt ®é (PhÇn phô lôc). 3.2.1.2.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch vµ tÝnh to¸n chän c¸c thiÕt bÞ cho m¹ch. • Nguyªn lý ho¹t ®éng vµ tÝnh to¸n chän thiÕt bÞ cho khèi m¹ch c¶m biÕn vµ m¹ch gia c«ng: M ch gia công th c hi n hai ch c n ng là khu ch i và hi u ch nh to 0oC. ra i n áp là 0V khi o Xét m ch trên ta th y: Các khu ch i thu t toán ta s d ng lo i OP07 là lo i OA có offset th p. U1 và U2 óng vai trò là các b m i n áp lý t ng: có tr kháng vào r t l n và tr kháng ra r t nh , không các u vào nh h ng l n nhau. Các t C1, C2, C3 và C4 có tác d ng ch ng nhi u và n nh ngu n nuôi cho m ch. Ta có áp t i chân 2 c a c m bi n LM335 là: Vs = K*Ta[oK] = K*(273 + ta[oC]) v i K = 10mV/oK. (3.8) T i 0oK, Vs = 0V, nên t i 0oC => Vs = 2,73V. Vs = 2,73 + K*ta[oC]. => (3.9) i n áp ra c a LM335 t i 0oC là 2,73V, trong th c t ta nhúng có giá tr c m bi n vào n c á và hi u ch nh R4 cho n khi i n áp ra c a LM335 là 2,73V thì d ng. u ra là 0V t i 0oC ta c n có kh i tr ph n i n áp Do ó nh m t o ra i n áp 2,73V t i 0oC mà LM335 t o ra. Bi n tr R2 chính là ph n bù tr ph n i n áp mà ta nói trên. U3 óng vai trò là b c ng có khu ch i. Xét tr ng h p nó tuy n tính, áp d ng ph ng pháp x p ch ng cho t ng kích thích ngõ vào, ng n m ch ngõ vào còn l i. G i Vout1 là áp ngõ ra c a U3 ng v i ngõ vào o, Vout2 là áp ngõ ra c a U3 ng v i ngõ vào không o. Hai thông s này c tính nh sau: Khoa c¬ ®iÖn - 83 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi
. §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp T§H46 R6 Vout1 = − * VU 2 (3.10) R5 R8 * ( R5 + R6) Vout 2 = * VU 1 (3.11) R5 * ( R7 + R8) Nh v y i n áp t i u ra c a U3 là: R8 * ( R5 + R6) R6 * VU 1 − * VU 2 Vout = Vout1 + Vout2 = (3.12) R5 * ( R7 + R8) R5 Ch n R5 = R7, R6 = R8 ta c: R6 * (VU 1 − VU 2 ) = AV * (VU 1 − VU 2 ) Vout = (3.13) R5 Suy ra i n áp t i u ra c a m ch (JH1) s thay i AV*10mV khi nhi t i 1oC. thay M t khác phân gi i c a ADC0809 là 5/255 = 19,6 20mV. T c là ADC ch thay i m t digit sau khi áp thay i 20mV. Nh v y n u ta ch n AV = 1 thì i 2oC ADC m i thay ng v i nhi t thay i 1 digit. nh n bi t c s thay i là 1oC ta ph i ch n AV = 2. nhi t Ch n R6 = 20K và R5 = 10K . tính ch n R3, ta xét i u ki n ho t ng c a LM335 nhi t ta = 25oC, IR = 1mA thì i n áp ngõ ra c a LM335 là 2,98V. 5V − 2,98V = 2,02 KΩ R3 = (3.14) 1mA Ch n R3 = 2.2K . Ta c ng ch n R1 = 2.2K . Chú ý: các bi n tr trong m ch c m bi n này s d ng bi n tr ch nh tinh (hay bi n tr ol ng), lo i có c u t o g m nhi u vòng dây i n tr xo n bên trong, Khoa c¬ ®iÖn - 84 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.