B¸o c¸o tãm t¾t
NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ch−¬ng 4
ChuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
TÝn hiÖu Èm (cid:31)% ph¶i ®−îc chuyÓn ®æi thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ¸p vµ khuÕch
®¹i tÝn hiÖu míi thùc hiÖn ®−îc ®iÒu khiÓn. Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®o ®é Èm
nh−: Ph−¬ng ph¸p ®iÓm s−¬ng, ph−¬ng ph¸p kh« −ít, ph−¬ng ph¸p biÕn d¹ng,
ph−¬ng ph¸p ®iÖn dÉn…
Trong khu«n khæ cho phÐp cña ®Ò tµi, chóng t«i chØ tiÕn hµnh nghiªn
cøu lo¹i c¶m biÕn Èm kiÓu kh« −ít.
4.1 Nguyªn lý ®o ®é Èm cña c¶m biÕn kh« −ít
−
−
p
bha
)pt a
0
k
100
* §é Èm cña kh«ng khÝ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc
A(t p
bh
(cid:31) = (4.1)
* Nguyªn lý ho¹t ®éng m¹ch cÇu ®o ®é Èm cña c¶m biÕn Èm ®é kiÓu kh«
−ít
+ Uk
U®k R R K§ Ua Enguån
Ra Rk
H×nh 4.1: S¬ ®å chuyÓn ®æi R/U kh« −ít vµ khuÕch ®¹i
U®k = (cid:31)(Uk - Ua) (4.2) Rk, Ra: lÇn l−ît nhiÖt kÕ ®iÖn trë kh«, nhiÖt kÕ ®iÖn trë −ít. Uk, Ua: lÇn l−ît lµ gi¸ trÞ ®iÖn ¸p thay ®æi theo nhiÖt ®é tk, ta. (cid:31) lµ hÖ sè khuÕch ®¹i.
4.2 C¶m biÕn Èm ®é dïng trong m¸y Êp trøng gia cÇm
Trong m¸y Êp trøng gia cÇm, ta ®· biÕt ®−îc nhiÖt ®é buång Êp lµ cè
®Þnh trong tõng giai ®o¹n Êp, ta còng biÕt ®é Èm (cid:31)% cÇn thiÕt cho tõng giai
- 15 -
B¸o c¸o tãm t¾t
NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
®o¹n Êp, tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®−îc gi¸ trÞ nhiÖt ®é nhiÖt kÕ −ít ta cho tõng giai ®o¹n Êp. Cho nªn ta cã thÓ ®Æt t−¬ng øng mét gi¸ trÞ ®iÖn ¸p Ua® víi nhiÖt ®é nhiÖt kÕ −ít ®Æt ta® cña tõng giai ®o¹n Êp. Nh− vËy m¹ch cÇu h×nh 4.1 sÏ bÞ khuyÕt ®i mét vÕ nh− h×nh 4.2.
+
R Uatt Enguån U®k
Ra Ua® KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu
H×nh 4.2: S¬ ®å chuyÓn ®æi R/U −ít vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
Trong viÖc ®iÒu khiÓn Èm ®é cña m¸y Êp trøng gia cÇm ®ßi hái c¶m
biÕn ph¶i cã ®é nh¹y cao vµ cã ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh cho nªn ta kh«ng dïng
nhiÖt kÕ ®iÖn trë mµ thay thÕ nã b»ng vi m¹ch c¶m biÕn nhiÖt ®é LM335.
R1
+E
Uatt
R2 LM 335
H×nh4.3: S¬ ®å m¹ch chuyÓn ®æi tÝn hiÖu dïng LM335
§Æc tÝnh tuyÕn tÝnh:
U = 10T mV = 2730 + 10t (mV) (4.3)
310
R1 ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:
(Ω) (4.4) R1 =
E − 0,2 I
Giíi h¹n dßng lµm viÖc cña LM335 lµ: 0,4 < I <5 mA, ®Ó LM335 lµm
viÖc tèt nhÊt nªn chän dßng lín h¬n hoÆc b»ng 1 mA.
- 16 -
B¸o c¸o tãm t¾t
NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
4.3 M¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®o ®é Èm dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n
* §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n
Ur +E
Vµo kh«ng ®¶o Vµo ®¶o Uv 0
-E
H×nh 4.4: §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n
* Bé khuÕch ®¹i ®¶o
Rht Iht
I0 Iv +E Ura
U0 OA R1
E
H×nh 4.5: S¬ ®å bé khuÕch ®¹i ®¶o
r
−=
HÖ sè khuÕch ®¹i ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
U U
R ht R
v
1
(4.5) K® =
- 17 -
B¸o c¸o tãm t¾t
NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ch−¬ng 5
ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn ®é Èm trong m¸y Êp trøng gia cÇm
5.1 S¬ ®å khèi hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn ®é Èm
BPX EM235 CPU S7 - 200
ϕ% Sv PID D/A SS BTA
Pv
A/D CB C§ & K§
H×nh 5.1: S¬ ®å khèi ph−¬ng ¸n 1 m¹ch ®iÒu khiÓn ®é Èm
CPU S7 - 200 EM235
ϕ% Sv BTA PID D/A
Pv
PWM
A/D CB C§ & K§
H×nh 5.2: S¬ ®å khèi ph−¬ng ¸n 2 m¹ch ®iÒu khiÓn ®é Èm
Ph−¬ng ¸n 1 lµ ®iÒu chÕ ®é réng xung ®−îc thùc hiÖn trªn m¹ch so
s¸nh. Ph−¬ng ¸n 2 ®−îc thùc hiÖn ®iÒu chÕ ®é réng xung ngay trªn PLC S7-
200. §iÓm chung cña hai ph−¬ng ¸n trªn lµ bé ®iÒu chØnh PID ®Òu ®−îc thùc
hiÖn trªn PLC S7- 200.
- 18 -
B¸o c¸o tãm t¾t
NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
5.2 M¹ch chuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
+9V
R4
R1=8,2K 100K I0 Iv R3 UC§ 9V Ur1 R2=10K R1 10K 741 LM 335 U§
- 9V R6 R8 R5 R7 +9V 10K 100K 220K 5K
H×nh 5.3: S¬ ®å m¹ch chuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu tÇng thø nhÊt
* M¹ch chuyÓn ®æi tÝn hiÖu
2,0
V
310
310
= = 9,8.103 (Ω) = 9,8 K (5.1) R1 =
E − I
)2,09( − 1 mA
Ta cã thÓ chän R1 nhá h¬n gi¸ trÞ nµy lµ 8,2K. §©y lµ ®iÖn trë ®Ó h¹n chÕ dßng vµo LM335. TriÕt ¸p R2 ®−îc dïng lo¹i 10K ®Ó ®iÒu chØnh ng−ìng lµm viÖc vµ chiÒu t¸c ®éng cña bé chuyÓn ®æi.
* M¹ch khuÕch ®¹i tÝn hiÖu
• TÇng thø nhÊt
- ThiÕt kÕ víi hÖ sè khuÕch ®¹i 10 lÇn:
= - = -10 lÇn (5.2) K1 = -
100 K 10 K
R 4 R 3
R5, R6, R7 lµ c¸c ®iÖn trë, triÕt ¸p ph©n ®iÖn ¸p ®Æt vµo ®Çu vµo kh«ng
®¶o.
R8 lµ triÕt ¸p ®iÒu chØnh OFFSET khö sai sè ban ®Çu.
- 19 -
B¸o c¸o tãm t¾t
NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
• TÇng thø hai
R10 Iht R11
1/2
TL082
100K 10K I0 R9 Ur1 9V Ur2
10K R1
-9V
R
10
11
H×nh 5.4: S¬ ®å m¹ch khuÕch ®¹i tÇng th− hai
11R+ 10
R + 10 R 9
= - (5.3) K2 = -
Ta cã thÓ ®iÒu chØnh K2 trong kho¶ng tõ 1 ÷ 10 lÇn tuú vµo yªu cÇu thùc tÕ.
Ur2 ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
Ur2 = K1.K2.(cid:31)Uv (5.4)
5.3 M¹ch t¹o xung r¨ng c−a
C2
0,05μF
1/2
TL082
1/2
TL082
R13 Iht 33K I0 Uc Ur1 Iv R12 9V +9V Urv R16 Urrc UP C1 0,01μF 10K R1 10K
R14 R15 R17 10K
R15 +9V 1M 1M 100K
H×nh 5.5: Bé t¹o xung r¨ng c−a
- 20 -
B¸o c¸o tãm t¾t
NguyÔn V¨n TrÝ - §iÖn 45A
Ho¹t ®éng cña m¹ch ®−îc minh ho¹ trªn gi¶n ®å h×nh 5.6 d−íi ®©y:
Umax Urv
t t5 t1 t4 t2 t3 0
Urrc
t 0
H×nh 5.6: Gi¶n ®å thêi gian m¹ch t¹o xung r¨ng c−a
5.4 M¹ch so s¸nh vµ t¹o xung ®iÒu khiÓn
1/2 1/2 TL082 TL082
+9V UrPLC Urss
Urrc
-9V
H×nh 5.7: S¬ ®å m¹ch so s¸nh
UrPLC Urrc Uvss
t
0 Urss +9V
t 0
-9V
H×nh 5.8: Gi¶n ®å thêi gian m¹ch so s¸nh
- 21 -
