Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng nguyên lý thiết kế mạch điều khiển p5

Tham khảo tài liệu giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng nguyên lý thiết kế mạch điều khiển p5, kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng nguyên lý thiết kế mạch điều khiển p5. B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46 gi÷ cè ®Þnh, ®Çu nµy ®−îc gäi lµ ®Çu tù do hay ®Çu l¹nh, ®Çu cßn l¹i ®−îc ®Æt vµo m«i tr−êng ®o nhiÖt ®é vµ ®−îc gäi lµ ®Çu lµm viÖc. Ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n cña cÆp nhiÖt ®iÖn lµm c¶m biÕn ®o nhiÖt ®é cã d¹ng nh− sau: E = f(T) (2-17) ë ®iÒu kiÖn chuÈn khi chia ®é c¸c cÆp nhiÖt quy ®Þnh T0 = 00C. ViÖc sö dông cÆp nhiÖt ®iÖn cã rÊt nhiÒu −u ®iÓm nh−: kÝch th−íc cÆp nhiÖt nhá nªn cã thÓ ®o nhiÖt ®é ë tõng ®iÓm cña ®èi t−îng nghiªn cøu vµ t¨ng tèc ®é håi ®¸p. mét −u ®iÓm næi bËt n÷a lµ cÆp nhiÖt ®iÖn cung cÊp suÊt ®iÖn ®éng nªn khi ®o kh«ng cÇn cã dßng ch¹y qua vµ do vËy kh«ng cã hiÖu øng ®èt nãng. SuÊt ®iÖn ®éng cña cÆp nhiÖt trong mçi d¶i réng cña nhiÖt ®é lµ hµm kh«ng tuyÕn tÝnh cña nhiÖt ®é cÇn ®o. §å thÞ biÓu diÔn sù thay ®æi suÊt ®iÖn ®éng E phô thuéc vµo nhiÖt ®é cña mét sè lo¹i cÆp nhiÖt nh− h×nh 2.17. H×nh 2.17. Sù thay ®æi nhiÖt cña suÊt ®iÖn ®éng E cña mét sè lo¹i cÆp nhiÖt ®iÖn + S¬ ®å ®o: ®Ó ®o søc ®iÖn ®éng E th× ph¶i ghÐp ®−îc thiÕt bÞ ®o (TBD) vµo trong m¹ch cña cÆp nhiÖt ®iÖn. ViÖc ghÐp nèi nµy ph¶i ®¶m b¶o kh«ng lµm thay ®æi gi¸ trÞ søc ®iÖn ®éng sinh ra trong cÆp nhiÖt ®iÖn. Trong thùc tÕ Khoa C¬ ®iÖn - 42 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi. B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46 th−êng cã hai c¸ch ghÐp nèi cÆp nhiÖt ®iÖn ®ã lµ: ghÐp nèi qua ®Çu tù do vµ ghÐp nèi qua mét ®iÖn cùc nhiÖt. • GhÐp nèi qua ®Çu tù do ®−îc m« t¶ nh− h×nh sau: H×nh 2.18. S¬ ®å nèi thiÕt bÞ ®o qua ®Çu tù do cña cÆp nhiÖt ®iÖn a) M¹ch ®iÖn b) S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng Tõ m¹ch t−¬ng ®−¬ng, theo ®Þnh luËt Kiech«p cã: E = eAB(t) – eAC(t0) + eBC(t0) (2-18) Khi t=t0 trong vong d©y kh«ng tån t¹i dßng ®iÖn, khi ®ã E=0. (2-18) => 0 = eAB(t0) – eAC(t0) + eBC(t0) (2-19) => eAB(t0) = eAC(t0) + eBC(t0) (2-20) Nh− vËy ta cã: E = eAB(t) - eAB(t0) (2-21) NghÜa lµ thiÕt bÞ ®o kh«ng lµm thay ®æi suÊt ®iÖn ®éng sinh ra trong vßng d©y. • GhÐp nèi TB§ trong ®iÖn cùc nhiÖt ®−îc m« t¶ nh− h×nh sau: Khoa C¬ ®iÖn - 43 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi. B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46 H×nh 2.19. S¬ ®å nèi TB§ trong ®iÖn cùc nhiÖt a) M¹ch ®iÖn b) S¬ ®å t−¬ng d−¬ng Theo ®Þnh luËt Kiech«p ¸p dông ®èi víi s¬ ®å m¹ch t−¬ng ®−¬ng cã: E = eAB(t) – eAB(t0) – eBC(t1) + eBC(t1) (2-22) Hay E = eAB(t) – eAB(t0) (2-23) VËy tõ hai c¸ch ghÐp nèi trªn thÊy E = eAB(t) – eAB(t0), nghÜa lµ thiÕt bÞ ®o kh«ng cã ¶nh h−ëng ®Õn tÝnh chÊt cña cÆp nhiÖt ®iÖn vµ ng−îc l¹i. Trong thùc tÕ th× mét sè cÆp nhiÖt ®iÖn cã d¶i nhiÖt ®é lµm viÖc bÞ h¹n chÕ, ch¼ng h¹n nh− ë nhiÖt ®é thÊp n¨ng suÊt nhiÖt ®iÖn cña nã gi¶m ®i lµm cho tÝnh chÝnh x¸c trong phÐp ®o bÞ h¹n chÕ. ë nhiÖt ®é cao cã thÓ x¶y ra hiÖn t−îng t¨ng kÝch th−íc h¹t tinh thÓ lµm t¨ng ®é dßn c¬ häc, thËm chÝ cã thÓ bÞ nãng ch¶y hoÆc cã thÓ x¶y ra hiÖn t−îng bay h¬i mét trong c¸c thµnh phÇn trong hîp kim lµm cÆp nhiÖt ®iÖn. 2.2.5.4. Khèng chÕ nhiÖt ®é b»ng c¶m biÕn vi m¹ch LM335 LM335 lµ lo¹i c¶m biÕn nhiÖt ®é chÝnh x¸c trong d¶i nhiÖt ®é tõ -400C ®Õn +1000C, nã lµm viÖc nh− hai Diode Zener vµ ®é biÕn thiªn ®iÖn ¸p theo nhiÖt ®é lµ 10mV/10C. S¬ ®å cÊu t¹o bªn trong vi m¹ch LM335 cã d¹ng nh− h×nh 2.20. Khoa C¬ ®iÖn - 44 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi. B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46 H×nh 2.20. S¬ ®å cÊu t¹o vi m¹ch LM335 §Æc tuyÕn cña LM335 ®−îc m« t¶ nh− sau: U =10 × T (mV) = 2730 + 10 × t (mV) = 2,73 + 0,01 × t (V) Trong ®ã: T: lµ gi¸ trÞ nhiÖt ®é tÝnh theo nhiÖt ®é Kelvin (0K). t: lµ gi¸ trÞ nhiÖt ®é tÝnh theo nhiÖt ®é Celsius (0C). §Ó cho vi m¹ch lµm viÖc tin cËy vµ æn ®Þnh th× dßng ®iÖn cho phÐp qua nã lµ 400μA ®Õn 5mA. Khi lµm viÖc ë nhiÖt ®é 250C vµ dßng ®iÖn lµm viÖc lµ 1mA th× ®iÖn ¸p ra cña vi m¹ch n»m trong kho¶ng 2,94V ®Õn 3.04V. §Æc biÖt lµ LM335 cã ®é chÝnh x¸c cao, tÝnh n¨ng c¶m biÕn nhiÖt ®é rÊt nh¹y, ch¼ng h¹n nh− ë nhiÖt ®é 250C nã cã sai sè kh«ng qu¸ 1%. Nh− vËy, trong qu¸ tr×nh tù ®éng ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é, ®Ó cã thÓ ®iÒu chØnh nhiÖt ®é theo ®óng yªu cÇu cña ®èi t−îng nghiªn ...