Quá trình hình thành giáo trình kết cấu mạch điện từ có xung trong quy trình nuôi cấy vi khuẩn p8

Bộ cảm biến Để có thể đo nhiệt độ đ−ợc chính xác, tất nhiên rất cần có một đầu dò (hay còn gọi là đầu cảm nhận) thích hợp. Đầu dò là một cảm biến nhiệt độ nó có nhiệm vụ là chuyển tín hiệu nhiệt độ sang tín hiệu điện áp hay dòng điện. có rất nhiều loại cảm biến nh− giới thiệu ở ch−ơng 2. Nh−ng qua việc nghiên cứu lý thuyết và thực tế cùng với việc tham khảo thị tr−ờng để ứng dụng vào mạch thực tế tôi đi đến chọn ph−ơng pháp đo dùng IC...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Quá trình hình thành giáo trình kết cấu mạch điện từ có xung trong quy trình nuôi cấy vi khuẩn p8 B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46 lín nhÊt cña U1A(TL082), trªn c¬ së ®ã chän R7 = 10 KΩ . R8 cã t¸c dông h¹n dßng cho U1A(TL082) chän R8 = 10 KΩ , chän R5 = 10 KΩ . Diode D3 cho xung d−¬ng qua, chän Diode D3 (lo¹i 1N4001) cã UD3 = 50V vµ I®m = 1A. 3.3.2. Bé c¶m biÕn §Ó cã thÓ ®o nhiÖt ®é ®−îc chÝnh x¸c, tÊt nhiªn rÊt cÇn cã mét ®Çu dß (hay cßn gäi lµ ®Çu c¶m nhËn) thÝch hîp. §Çu dß lµ mét c¶m biÕn nhiÖt ®é nã cã nhiÖm vô lµ chuyÓn tÝn hiÖu nhiÖt ®é sang tÝn hiÖu ®iÖn ¸p hay dßng ®iÖn. cã rÊt nhiÒu lo¹i c¶m biÕn nh− giíi thiÖu ë ch−¬ng 2. Nh−ng qua viÖc nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc tÕ cïng víi viÖc tham kh¶o thÞ tr−êng ®Ó øng dông vµo m¹ch thùc tÕ t«i ®i ®Õn chän ph−¬ng ph¸p ®o dïng IC c¶m biÕn nhiÖt ®é, c¸c c¶m biÕn nhiÖt ®é cã ®é chÝnh x¸c cao, dÔ t×m vµ gi¸ thµnh rÎ. Mét trong sè ®ã lµ lo¹i vi m¹ch LM335, nã lµ lo¹i th«ng dông trªn thÞ tr−êng hiÖn nay, ®ång thêi nã cã nh÷ng ®Æc tÝnh lµm viÖc phï hîp víi thiÕt kÕ chi tiÕt cña m¹ch. Mét sè tÝnh chÊt c¬ b¶n cña LM335: - C¶m biÕn nhiÖt ®é LM335 cã ®é biÕn thiªn ®iÖn ¸p theo nhiÖt ®é lµ: 10mV/0C. - §é chÝnh x¸c cao, tÝnh n¨ng c¶m biÕn nhiÖt ®é nh¹y. ë nhiÖt ®é 250C nã cã sai sè kh«ng qu¸ 1%. Khi ®o trong kho¶ng nhiÖt ®é tõ -40 ÷ 1000C, tÝn hiÖu ngâ ra tuyÕn tÝnh liªn tôc víi nh÷ng thay ®æi cña tÝn hiÖu ngâ vµo. - Mét sè th«ng sè kü thuËt cña LM335: tiªu t¸n c«ng suÊt thÊp, dßng ®iÖn lµm viÖc tõ 400μ A ÷ 5mA , dßng ®iÖn ng−îc 15mA, dßng ®iÖn thuËn 10mA. §é chÝnh x¸c khi lµm viÖc ë nhiÖt ®é 250C víi dßng lµm viÖc 1mA th× ®iÖn ¸p ngâ ra tõ 2,94V ÷ 3, 04V . - Theo th«ng sè cña nhµ s¶n xuÊt th× quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é vµ ®iÖn ¸p ngâ ra nh− sau: U out = 10mV × T 0 K (mV) U out = 0, 01× T 0 K = 0, 01× (273 + t 0C ) = 2, 73 + 0, 01t 0C (V) Khoa C¬ ®iÖn - 71 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46 Nh− vËy, ®é biÕn thiªn ®iÖn ¸p t−¬ng øng víi d¶i nhiÖt ®é tõ 00C ®Õn 1000C lµ 1V. TÝnh to¸n m¹ch c¶m biÕn LM335: s¬ ®å m¹ch nh− h×nh 3.9 sau: H×nh 3.9. S¬ ®å m¹ch c¶m biÕn Víi R15 cã t¸c dông ph©n ¸p cho c¶m biÕn, C4 chèng nhiÔu cho LM335, VR1 lµ biÕn trë ®iÒu chØnh tinh ®Ó Vout lµ 10mV/0C Ta cã dßng ®iÖn lµm viÖc cña c¶m biÕn LM335 lµ: 9V − V0 400 μ A < I R15 < 5mA 400 μ A < < 5mA , Víi V0 lµ ®iÖn ¸p ngâ ra cña vi R15 m¹ch LM335 ë nhiÖt ®é 250C. 9V − V0 9V − V0 ⇔ < R15 < mµ 2,73V < V0 < 3,73V 400 μ A 5mA ⇒ 1,054 K Ω < R15 < 15,675 K Ω (1*) MÆt kh¸c, theo nhµ s¶n xuÊt ë nhiÖt ®é 250C th× vi m¹ch LM335 cã 9V − 2,98V 400 μ A < < 5mA dßng I = 1mA vµ V0 = 2,98V, suy ra ta cã R15 ⇒ 1, 2 K Ω < R15 < 15,05 K Ω (2*) Tõ (1*) vµ (2*) ta chän R15 =10KΩ , cßn biÕn trë ®iÒu chØnh VR1 = 10 KΩ , C4 = 100nF Khoa C¬ ®iÖn - 72 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46 3.3.3. ThiÕt kÕ m¹ch chuyÓn ®æi vµ khuyÕch ®¹i §©y lµ m¹ch trung gian gi÷a bé c¶m biÕn víi m¹ch hiÓn thÞ vµ m¹ch so s¸nh. Víi m¹ch nµy th× ®Çu vµo lµ c¶m biÕn cã ®iÖn ¸p lµ: U1 = Uout= 2,73 + 0,01 × t0C Kho¶ng biÕn thiªn ®iÖn ¸p trong d¶i nhiÖt ®é tõ 00C ®Õn 1000C lµ 1V. Trong khi ®ã ta cÇn møc ®iÖn ¸p ra lµ tõ 0V ®Õn 9V ®Ó dïng cho m¹ch hiÓn thÞ sè vµ m¹ch so s¸nh. Do ®ã ®Ó cã ®iÖn ¸p thay ®æi tõ 0V ®Õn 9V th× ta ph¶i dïng mét tÝn hiÖu n÷a ®Ó so s¸nh víi tÝn hiÖu c¶m biÕn. Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn ta cã s¬ ®å m¹ch h×nh 3.10 nh− sau: H×nh 3.10. S¬ ®å m¹ch chuyÓn ®æi vµ khuÕch ®¹i Trong s¬ ®å m¹ch cã sö dông m¹ch lÆp l¹i ®iÖn ¸p mµ ®iÖn ¸p ra lu«n lu«n lÆp l¹i ®iÖn ¸p vµo (Ura=Uvµo). T¸c dông cña bé lÆp l¹i ®iÖn ¸p lµ ®−a ra mét ®iÖn trë vµo lín víi dßng vµo nhá vµ mét ®iÖn trë ra rÊt thÊp. Do ®ã nã chèng ®−îc nh÷ng t¸c ®éng qua l¹i gi÷a c¶m biÕn vµ phÇn tÝn hiÖu ®Æt, tr¸nh hiÖn t−îng ph¶n håi lµm cho thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn kh«ng chÝnh x¸c. R15 cã t¸c dông ph©n ¸p cho c¶m biÕn víi nguån cÊp (9V). §iÒu chØnh VR1 sao cho ®iÖn Khoa C¬ ®iÖn - 73 - Tr−êng §HNNI-Hμ Néi B¸o c¸o tèt nghiÖp Ph¹m TuÊn Anh-T§H46 ¸p ra qua R14 ngang b»ng víi ®iÖn ¸p do c¶m biÕn sinh ra. §iÒu chØnh VR1 sao cho ®iÖn ¸p ra t−¬ng øng víi ®iÖn ¸p ra c¶m biÕn ®Ó khi nhiÖt ®é trong tñ 00C th× tÝn hiÖu ®iÖn ¸p ra U®=0V. Kh©u khuÕch ®¹i thuËt to¸n U1C cã t¸c dông võa khuÕch ®¹i võa so s¸nh hai tÝn hiÖu vµo tõ c¶m biÕn vµ tõ tÝn hiÖu ®iÒu chØnh VR2. Tô ®iÖn C4 cã t¸c dông b¶o vÖ qu¸ ¸p vµ chèng nhiÔu cho c¶m biÕn. TÝnh to¸n chän linh kiÖn cho m¹ch: tõ s¬ ®å m¹ch ta cã R14 U+ = U1 R13 + R14 U2 −U − Ud −U − R10 R11 = 0 => U − = ×U 2 + ×U d + vµ R11 + R10 R10 + R11 R11 R10 Theo tÝnh chÊt cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n th× U+ = U- nªn ta suy ra biÓu thøc sau: R10 R14 R11 U1 = ×U 2 + ...