TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN


ĐỒ ÁN MÔN: VI MẠCH TƯƠNG TỰ
Đề Tài:
Dùng các vi mạch tương tự tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo
nhiệt độ sử dụng IC cảm biến nhiệt độ
Giáo Viên Bộ Môn : VŨ VĂN LINH

SVTH : NGUYỄN DUY KHOA - lớp điện 1_K6
BÀI TẬP LỚN
SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN
Chương 1 :các phương pháp đo nhiệt độ
1. 1 Khái niệm về nhiệt độ
1. 1. 1 Khái niệm.
1. 1. 2 Thang đo nhiệt độ
1. 1. 3 Sơ lược về phương pháp đo nhiệt độ
1. 2 Đo nhiệt độ bằng phương pháp tiếp xúc
1.3 Đo nhiệt độ cao bằng phương pháp tiếp xúc
1.4 Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc
1.5 Tổng quan về mạch đo
1.5.1 sơ đồ khối
1.5.2 vai trò tác dụng của các khối
Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính
1.Giới thiệu về IC cảm biến nhiệt LM35
2.Giới thiệu về IC ổn áp 7805
3.Giới thiệu IC LM358

về tỉ trọng.
1. 1. 2 Thang đo nhiệt độ:
Từ xa xưa con người đã nhận thức được hiện tượng nhiệt và đánh giá cường độ của
nó bằng cách đo và đánh giá nhiệt độ theo mét đơn vị đo của mỗi thời kỳ.Có nhiều
đơn vị đo nhiệt độ,chúng được định nghĩa theo từng vùng,từng thời kỳ phát triển
của khoa học kỹ thuật và xã hội.Hiện nay chúng ta có 3 thang đo nhiệt độ chính là:
1- Thang nhiệt độ tuyệt đối ( K ).
2- Thang Celsius ( C ): T(
0
C ) = T(
0
K ) – 273,15.
3- Thang Farhrenheit: T(
0
F ) = T(
0
K ) – 459,67.
Đây là 3 thang đo nhiệt độ được dùng phổ biến nhất hiện nay.Trong đó thang
đo nhiệt độ tuyệt đối (K) được quy định là mét trong 7 đơn vị đo cơ bản của hệ đơn
vị quốc tế (SI).Dựa trên 3 thang đo này chúng ta có thể đánh giá được nhiệt độ.
1. 1. 3 Sơ lược về phương pháp đo nhiệt độ:
Nhiệt độ là đại lượng chỉ có thể đo gián tiếp trên cơ sở tính chất của vật phụ thuộc
nhiệt độ.Hiện nay chúng ta có nhiều nguyên lí cảm biến khác nhau để chế tạo cảm
biến nhiệt độ như : nhiệt điện trở,cặp nhiệt ngẫu,phương pháp quang dựa trên phân
bố phổ bức xạ nhiệt,phương pháp dựa trên sự dãn nở của vật rắn,lỏng,khí hoặc
dựa trên tốc độ âm…Có 2 phương pháp đo chính:
Ở dải nhiệt độ thấp và trung bình phương pháp đo là phương pháp tiếp xúc,
nghĩa là các chuyển đổi được đặt trực tiếp ngay trong môi trường đo.Thiết bị đo
như: nhiệt điện trở,cặp nhiệt,bán dẫn.
BÀI TẬP LỚN

nhúng vào môi trường cần đo đạt nhiệt độ vào khoảng một nửa nhiệt độ môi
BÀI TẬP LỚN
SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN
trường thì nhiệt độ tính được có sai số không quá hai lần sai số của nhiệt kế nhiệt
nhẫu đo trực tiếp. Phương pháp này dùng để đo nhiệt độ của thép nấu chảy.
1.4, Đo nhiệt độ bằng phương pháp không tiếp xúc:
Đây là phương pháp dựa trên định luật bức xạ của vật đen tuyệt đối,tức là
vật hấp thụ năng lượng theo mọi hướng với khẳ năng lớn nhất.Bức xạ nhiệt của
mọi vật thể đặc trưng nghĩa là số năng lượng bức xạ trong một đơn vị thời gian với
một đơn vị diện tích của vật xảy ra trên một đơn vị của độ dài sóng.
1.5 Tổng quan về phương pháp đo nhiệt độ
1.5.1: Sơ đồ khối
Để thực hiện phép đo của một đại lượng nào đó thì phụ thuộc vào đặc tính
của đại lượng cần đo ,điều kiện đo, cũng như độ chính xác yêu cầu của một phép
đo mà ta có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau trên cơ sở của hệ thống đo
lường khác nhau trên cơ sở của các hệ thống đo lường khác nhau.
Sơ đồ của một hệ thống đo lường tổng quát:
Khối chuyển đổi  Mạch đo  Chỉ thị
Sơ đồ khối đo :
BÀI TẬP LỚN
SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN

1.5.2: vai trò tác dụng của các khối
- Khối chuyển đổi: làm nhiệm vụ đổi trực tiếp các đại lượng vật lý đặc trưng
cho đối tượng cần đo biến đổi các đại lượng thành các đại lượng vật lý thống nhất
(dòng điện hay điện áp) để thuận lợi cho việc tính toán.
-Khối so sánh: làm nhiệm vụ so sánh tín hiệu vừa đưa về với tín hiệu đã cài
đặt.Tuỳ theo tín hiệu ngõ ra, sẽ ra quyết định để cơ cấu chấp hành gia tăng, giảm,

và tổng trở đầu ra.
Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính
1.Giới thiệu về IC cảm biến nhiệt LM35
Hình ảnh IC LM35 :
SƠ đồ chân ICLM35 :
BÀI TẬP LỚN
SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN
Chân 1: Chân nguồn Vcc
Chân 2: Đầu ra Vout
Chân 3: GND
Cảm biến LM 35 là bộ cảm biến nhiệt mạch tích hợp chính xác cao mà điện áp
đầu ra của nó tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius.Chúng cũng
không yêu cầu cân chỉnh ngoài vì vốn chúng đã được cân chỉnh.
Đặc điểm chính của cảm biến LM35 :
+ Điện áp đầu vào từ 0V đến 10V
+ Độ chính xác cao ở 25 là 0.5
+ Trở kháng đầu ra thấp 0.1 cho 1mA tải
Dải nhiệt độ đo được của LM35 là từ 0 - 150 với các mức điện áp ra khác nhau.
Xét một số mức điện áp sau .
Tùy theo cách mắc của LM35 để ta đo các giải nhiệt độ phù hợp. Đối với hệ thống
này thì đo từ 0 đến +124
LM35 có 3 chân : 2 chân cấp nguồn và 1 chân xuất điện áp ra tùy theo nhiệt độ
Nhiệt độ tăng 1C thì điện áp xuất ra ở chân out của LM35 tăng 10mV
Phạm vi làm việc theo đề bài yêu cầu là:từ 0 đến +124.Với dải điện áp như bài
cho :
BÀI TẬP LỚN
SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 9
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN
=> Nên dùng ADC 10bit.Với điều kiện thông thường ta không cần đo nhiệt độ âm

Ngõ ra OUT luôn ổn định ở 5V dù điện áp từ nguồn cung cấp thay đổi.Mạch này
dùng để bảo vệ những mạch điện chỉ hoạt động ở điện áp 5V(các loại IC thường
hoạt động ở điện áp này).Nếu nguồn điện có sự cố đột ngột: điện áp tăng cao thì
mạch điện vẫn hoạt động ổn định nhờ có IC 7805 vẫn giữ được điện áp ở ngõ ra
OUT 5V không đổi.
Mạch trên lấy nguồn một chiều từ một máy biến áp với điện áp từ 7V đến 9V để
đưa vào ngõ IN.Khi kết nối mạch điện,do nhiều nguyên nhân,người dùng dễ nhầm
lẫn cực tính của nguồn cung cấp khi đấu nối vào mạch,trong trường hợp này rất dễ
ảnh hưởng đến các linh kiện trên board mạch.Vì lí do đó một diode cầu được lắp
thêm vào mạch,diode cầu đảm bảo cực tính của nguồn cấp cho mạch theo một
chiều duy nhất,và nguời dùng cũng không cần quan tâm đến cực tính của nguồn
khi nối vào ngõ IN nữa.
BÀI TẬP LỚN
SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 11
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN
3. IC LM358
Từ hình trên bạn có thể thấy rằng bộ khuếch đại hoạt động có hai đầu vào và một
đầu ra trong một LM358 độc lập.Đầu vào là tại pin 2 (pin tiêu cực) và 3 (pin tích
cực),pin tích cực được sử dụng cho thông tin phản hồi tích cực và tiêu cực pin
được sử dụng cho phản hồi tiêu cực.Trong điều kiện lý tưởng khi không có thông
tin phản hồi được áp dụng, thu được của các bộ khuếch đại hoạt động nên vô
hạn. Khi điện áp tại pin 2 là hơn điện áp tại pin 3 sẽ tăng sản lượng đối với điện áp
tối đa tích cực và tăng nhẹ tại pin tiêu cực so với pin tích cực sẽ làm giảm sản
lượng theo hướng tối đa tiêu cực.Tính năng này của bộ khuếch đại hoạt động làm
cho nó phù hợp với mục đích phát hiện mức độ.
Làm việc của các mạch rất đơn giản như chúng ta biết LM358 so sánh điện áp tại
đầu vào pin và cung cấp cho bạn các đầu ra và đưa ra các chỉ thị
4.led biby
Là bộ phận báo động trong mạch thiết kế này…
BÀI TẬP LỚN

Với mạch điện thông thường thì khoảng chuẩn hóa từ 3V-5V
Còn LM35 thì chuẩn hóa là 5V nên
Ta có hệ số khuếch đại là K=5/1,24 =0,04
Dải nhiệt độ bài cho là (0- 124
0
C) nên
Nhiệt độ trung bình t
tb
= ( t
max
– t
min
)/2 = ( 124
0
– 0
0
)/2=62
0
C
nên ta chọn nhiệt độ cảnh báo
Là t
cb=
t
tb=
62
0
C
 U
cb
=0,62V

0
C) LM35 nhận tín hiệu đầu vào là nhiệt độ đưa ra đầu ra là điện áp
với độ phân dải là 10mV/1 .lúc này tín hiệu đưa ra có giá trị từ (0V-1,24V),tín hiệu
đầu ra của LM35 được đưa đến khuệch đại điện áp (đáp ứng thỏa mãn điện áp cho
mạch so sánh và cảnh báo )lúc này mức điện áp được khuếch đại lên (0V-10V) đầu
ra của mạch khuếch đại đưa đến bộ chuyển đổi U/I từ 0V-10V thành(0-20)mA lúc
BÀI TẬP LỚN
SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 18
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - KHOA ĐIỆN
này mạch so sánh và cảnh báo làm nhiệm vụ so sánh với tín hiệu đã được cài đặt
và đưa ra cảnh báo với :
T
cb
= ( t
max
– t
min
)/2 = ( 124 – 0 )/2= 62
0
C , U
cb
=0,62V

BÀI TẬP LỚN
SVTH : Nguyễn Duy Khoa Page 19