§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn V¨n Tó _ Líp
T§H46 Khoa c¬ ®iÖn - 73 - Tr−êng §HNNI_ Hµ Néi 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.

- Cn cung cp ngun cho cm bin.
3.2.1.1.5. Cm bin nhit độ loi IC bỏn dn.
Trong thực tế ngời ta đã và đang sử dụng rất nhiều dụng cụ và thiết bị khác
nhau để đo nhiệt độ.
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 75 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội

T nhng phõn tớch nhng u im v khuyt im ca cỏc phng phỏp o
nói trờn, trong ỏn ny chỳng tụi xut phng ỏn la chn cm bin loi IC
bỏn dn. Do ú õy chỳng tụi ch i sõu v IC cm bin nhit. Nguyờn lý hot ng chung ca IC o nhit .
IC o nhit l mt mch tớch hp nhn tớn hiu nhit chuyn thnh tớn
hiu in di dng dũng in hay in ỏp. Da vo c tớnh rt nhy ca cỏc
bỏn dn vi nhit : di tỏc ng ca nhit ó to ra in tớch t do v cỏc
l trng trong cht bỏn dn. Bng s phỏ v cỏc phõn t, bt cỏc electron thnh
dng t do di chuyn qua vựng cu trỳc mng tinh th to s xut hin cỏc l
trng. Lm cho t l in t t do v l trng tng lờn theo quy lut hm s m vi
nhit . T ú to ra in ỏp hay dũng in t l thun vi nhit tuyt i. o
tớn hiu in ta bit c giỏ tr ca nhit cn o.
c tớnh ca mt s IC o nhit thụng dng:
+ AD590.
- Ngừ ra l dũng in.
- nhy: 1A/
o
K.

LM335 cú in ỏp ỏnh thng t l trc tip vi nhit tuyt i l 10mV/
o
K.
Khi kim tra 25
o
C thỡ LM335 cú sai s nh hn 1
o
C.
Khụng ging nh cỏc cm bin khỏc, LM335 cú u ra tuyn tớnh.
Đặc tuyến của nó đợc mô tả theo công thức sau:
U = 10.T (mV) = 2730 + 10.t (mV) (3.5)
LM335 c ng dng trong phm vi nhit t -40
o
C ữ 100
o
C. Tr khỏng
thp v u ra tuyn tớnh ó lm cho vic ghộp ni mch ra v mch iu khin
tr nờn rt n gin.
Cỏc c trng ca LM335:
+ o trc tip nhit Kelvin.
+ Dũng lm vic t 400àA ữ 5mA.
+ Tr khỏng ng nh hn 1.
+ Kim tra d dng.
+ Phm vi nhit o rng.
+ R tin.
Sơ đồ cấu tạo của vi mạch LM335
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46
Để đảm bảo độ chính xác cao nhất trong giới hạn đo cần thiết, để khi nhiệt
độ là t = 0
0
C thì U = 0V ta sử dụng mạch sau:
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 78 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội Hình 3.3: Mạch hiệu chỉnh LM335.
Trong đó: R
c
là chiết áp.
C là tụ lọc nhiễu cho cảm biến. - Connection diagram:

- Cỏc nh mc tuyt i cc i:
+ Dũng ngc: 15mA.
+ Dũng thun: 10mA.
+ Phm vi nhit c trng.
Liờn tc Khụng liờn tc
-40
o
C ữ 100
o
C 100

R
=1mA
1 3 2 6
o
C
Sai s khụng
c ly chun
T
min
<T
C
<T
max
,
I
R
=1mA
2 5 4 9
o
C
Sai s c ly
chun ti 25
o
C
T
min
<T
C
<T
max

n v
in ỏp u ra thay i
theo dũng
400àA<I
R
<5mA ti
T
C
=25
o
C
3 14 V
Tr khỏng I
R
=1mA 0.5
H s in ỏp/ nhit
u ra
+10 mV/
o
C
Hng s thi gian
Still air
100 ft/ min air
Sterred oil

80
10
1

Sec

Hằng số thời gian Các tính chất thuận

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 81 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội

Các tính chất ngợc Điện áp nhiễu Đáp ứng nhiệt trong không khí tĩnh:
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 82 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội

Chun hoỏ LM335.
LM335 cú mt phng phỏp chun hoỏ
thit b d dng cho chớnh xỏc cao. Ni nhỏnh

cú th lm gim chớnh xỏc.
Ngoi ra, LM335 l loi cm bin khụng thm nc. Vỡ vy, khi ta phun
sơng ớt sẽ không làm ảnh hởng tới độ chính xác của nó.
3.2.1.2. Mạch đo nhiệt độ sử dụng cảm biến nhiệt độ bán dẫn LM335.
Trong mạch ta sử dụng một số thiết bị nh: Cảm biến nhiệt độLM335, bộ
chuyển đổi tơng tự số ADC 804, chíp vi điều khiển 89C051, LED 7 vạch, mạch so
sánh.v.v

VCC
R2
2.2K
R1
10K
1 3
2
D1
LM335
1
3
2
Output
10mV/oK
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Tú _ Lớp
TĐH46 Khoa cơ điện - 83 - Trờng ĐHNNI_ Hà Nội

3.2.1.2.1. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ mạch in của mạch cảm biến nhiệt độ
(Phần phụ lục).

K, V
s
= 0V, nờn ti 0
o
C => V
s
= 2,73V.
=> V
s
= 2,73 + K*t
a
[
o
C]. (3.9)
cú giỏ tr in ỏp ra ca LM335 ti 0
o
C l 2,73V, trong thc t ta nhỳng
cm bin vo nc ỏ v hiu chnh R4 cho n khi in ỏp ra ca LM335 l
2,73V thỡ dng.
Do ú nhm to ra in ỏp u ra l 0V ti 0
o
C ta cn cú khi tr phn in ỏp
2,73V ti 0
o
C m LM335 to ra. Bin tr R2 chớnh l phn bự tr phn in ỏp m
ta núi trờn.
U3 úng vai trũ l b cng cú khuch i. Xột trng hp nú tuyn tớnh, ỏp
dng phng phỏp xp chng cho tng kớch thớch ngừ vo, ngn mch ngừ vo
cũn li. Gi V
out1

V
+
+
=
(3.11)
Nh vy in áp ti u ra ca U3 là:
V
out
= V
out1
+ V
out2
=
21
*
5
6
*
)87(*5
)65(*8
UU
V
R
R
V
RRR
RRR
−
+
+

V
= 2.
Ö 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 
t
a
= 25
o
C, I
R
= 1mA thì in áp ngõ ra ca LM335 là 2,98V.
Ö R3 =
Ω=
−
K
mA
VV
02,2
1
98,25
(3.14)
Ö 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 o lng), loi có cu to gm nhiu vòng dây in tr xon bên trong,