Download miễn phí Đồ án Thiết kế hệthống đo nhiệt độ chỉ thị số 5 kênh



MỤC LỤC
trang
Lời mở đầu1
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ ĐO NHIỆT ĐỘ 2
1.1 Các vấn đềcơbản vềkỹthuật đo lường2
1.1.1 Khái niệm 2
1.1.2 Các đại lượng đặc trưng của kỹthuật đo lường 3
1.1.3 Thiết bị đo và các phương pháp đo 4
1.1.4 Các đại lượng đặc trưng cơbản 6
1.2 Đặc điểm về đo nhiệt độ 8
1.2.1 Khái niệm vềnhiệt độ8
1.2.2 Thang đo nhiệt độ9
1.2.3 Phân loại hệthống đo nhiệt độ11
PHẦN 2 : SƠ ĐỒKHỐI VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
CỦA CÁC PHẦN TỬTRONG SƠ ĐỒKHỐI 29
2.1 Sơ đồkhối – chức năng của từng khối 29
2.1.1 Sơ đồkhối
2.1.2 Chức năng của từng khối 30
2.2 Giới thiệu từng phần tửtrong sơ đồkhối31
2.2.1 Khối cảm biến 31
2.2.2 Khối khuếch đại trung gian 32
2.2.3 Khối tạo xung điều khiển 34
2.2.4 Khối nguồn 38
2.2.5 Khối chỉthị38
2.2.6 Khối so sánh tín hiệu 39
2.2.7 Khối tương tựsố40
2.2.8 Khối chuyển và nhớkênh 42
2.3 Tính chọn các phần tửtrong hệthống đo nhiệt đ45
2.3.1 Tính chọn khối nguồn 45
2.3.2 Khối khuếch đại trung gian 47
2.3.3 Khối xung điều khiển 48
2.3.4 Khối chỉthị49
2.3.5 Khối so sánh 50
PHẦN 3 : SƠ ĐỒVÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
TÍNH TOÁN KHỐI NGUỒN 51
3.1 Sơ đồnguyên lý 51
3.2 Nguyên lý làm việc52
3.2.1 Sơ đồ52
3.2.2 Nguyên lý làm việc 53
3.2.3 Tính toán khối nguồn 56
3.2.4 Tính toán máy biến áp nguồn 59
Kết luận 66
Tài liệu tham khảo67


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-11-30-do_an_thiet_ke_hethong_do_nhiet_do_chi_thi_so_5_ke.k4VPDyS5iX.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-48478/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

NGHIỆP
19
α =
k
I.W.B.S = A.I = A.
Mng
oAB
RR
)(t,tE
+
Với một đồng hồ milivon đã chế tạo thì A trong biểu thức trên là một hằng
số và A =
k
W.B.S gần như không đổi. Khi giữ cho Rng+RM = const thì góc quay
của khung dây tỷ lệ với EAB(t,t0); trên bề mặt của đồng hồ milivon khắc theo
nhiệt độ cho toàn thang đo.
Khi đo nhiệt độ sử dụng cặp nhiệt điện phải chú ý tới đầu tự do có nhiệt độ
t0, phải chọn vùng có nhiệt độ t0 ổn định tránh sinh ra sức điện động phụ làm
cho sai số của phép đo lớn.
Để chọn được vùng có t0 ổn định người ta sử dụng cặp dây bù để kéo dài
đầu tự do đi xa hay sử dụng cầu bù tự động để có điện áp đặt vào công cụ thứ
cấp không đổi ứng với nhiệt độ t của đầu đo không đổi khi nhiệt độ t0 của đầu
tự do thay đổi.
Hình 1-9
Sơ đồ hình 1-9 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống đo nhiệt độ sử dụng cầu bù
tự động. Cầu bù tự động gồm điện trở R1, R2, R3 làm bằng mangan. Có hệ số
tăng điện trở theo nhiệt độ nhỏ (α = 0,000015
C
1
0 ); Rđ làm bằng đồng. Nguồn
điện ổn định cấp vào đường chéo của cầu là điểm a,b. Khi có cầu bù do sự tăng
điện trở của Rđ nên cầu bù tự động xuất hiện một điện áp cầu Ucd để luôn luôn
bảo toàn biểu thức
AC/DC
t1
t
B A
t1
F
D
d
a
b c
Rđ a
R3
R2
mv
Rhc
t0 C
TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
20
EAB(t,t0) = EAB(t,t’0 ) + Ucd
Trong thực tế với cầu bù tiêu chuẩn khi đầu tự do có t0 thay đổi từ 0÷500C
thì sai số của phép đo là ±30C; với nhiệt độ t0 trong từng máy đo đã cho biết
trước.
1.2.4 Đo nhiệt độ bằng cảm biến điện trở
Từ năm 1821 người ta đã phát hiện ra điện trở của một số kim loại thay đổi
theo nhiệt độ. Ngày nay với trình độ công nghệ kỹ thuật cao đã tạo ra được các
loại cảm biến điện trở chia ra làm 3 nhóm : kim loại, bán dẫn và nhiệt điện trở ,
ưu điểm cơ bản của cảm biến điện trở là đơn giản, độ nhạy cao, ổn định dài
hạn.
1.2.4.1 Cảm biến nhiệt độ điện trở kim loại
Nguyên lý làm việc của hệ thống đo nhiệt độ này là dựa trên sự thay đổi
điện trở của kim loại làm điện trở khi nhiệt độ môi trường đo thay đổi so với trị
số điện trở ở nhiệt độ tiêu chuẩn. Ví dụ điện trở của dây đồng thay đổi theo
nhiệt độ:
RCu t = RCuo [1+ α(t - t0)] Ω
Với RCu0 là điện trở của dây đồng làm cảm biến ở nhiệt độ t0. Nhiệt độ t0 trong
thực tế người ta thường lấy ở 00C, t là nhiệt độ của môi trường đo;
α là hệ số tăng điện trở của đồng trên 10C.
Bảng tính chất vật lý của một số kim loại
TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
21
Tên vật liệu
Điện trở suất
ở 200C
10-6Ωm
Hệ số nhiệt độ
Nhiệt độ
nóng chảy
0C Điện trở
0C -1
Độ nở dài
10-3m,0C -1
Nhôm (Al)
Vonfram
Sắt (Fe)
Đồng (Cu)
Bạc (Ag)
Niken (Ni)
Bạch kim (Pt)
Mangan (Mn)
0,029
0,056
0,1 ÷ 0,14
0,0175
0,016
0,0106
0,045
0,42
0,004
0,0045
0,0045
0,004
0,004
0,0047
0,0039
0,000015
0,024
0,0045
__
0,017
0,019
0,00128
0,0089
__
659
3500
1530
1083
961
1453
1769
960
Các điện trở bằng kim loại thường là các dây tròn ví dụ như bạch kim có
φ = (0,05 ÷ 0,07)mm, dây đồng φ = 0,2mm hay nhỏ hơn; Được quấn trên lõi
cách điện và được lắp đặt trong ống kim loại bảo vệ và đã bịt kín đầu dưới,
hay ống gốm bịt kín.
ở 00C nhiệt kế bạch kim được chế tạo với trị số : 10Ω; 48Ω và 100Ω. Đồng
ở 00C được chế tạo với trị số 53Ω; 100Ω.
Trên hình 1-10 là cấu tạo của một điện trở bạch kim sử dụng làm cảm biến
nhiệt
1- Tấm mica có đường ren
2- Dây platin
3- Đầu nối ra
4- Đệm mica
5- Dây bạc để gắn đệm mica
TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
22
Hình 1.10 Điện trở bạch kim sử dụng làm cảm biến
Độ nhạy của cảm biến nhiệt độ Ni và Fe-Ni là ≈ 5.10-3
C
1
0 . Độ nhạy của cảm
biến nhiệt độ điện trở của Pt là 4.10-3
C
1
0
1.2.4.2 Cảm biến nhiệt điện trở Silic:
Silic tinh khiết hay đơn tinh thể silic có hệ số điện trở âm, tuy nhiên khi
được kích tạp loại chất n ở một dải nhiệt độ nào đó hệ số nhiệt điện trở của nó
thành dương. Người ta đã thấy khi ở nhiệt độ dưới 2000C thì hệ số nhiệt điện
trở của cảm biến nhiệt điện trở silic có trị số dương ; còn khi nhiệt độ lớn hơn
2000C hệ số nhiệt điện trở là âm.
Phần tử cảm nhận của silic có kích thước (500×500×240)μm, được mạ kim
loại ở một phía còn phía còn lại để tiếp xúc với bề mặt đo nhiệt độ. Độ nhạy
của loại cảm biến này vào khoảng 0,7% 0C có nghĩa là điện trở thay đổi 0,7%
theo từng 0C. Có thể tính gần đúng điện trở của cảm biến silic:
R(T) = R0.eΒ( T
1
-
To
1
)
αR = 2T
B
Với T, T0 tính theo nhiệt độ K
Vì độ nhạy của cảm biến nhiệt điện trở cao nên thường dùng để phát hiện nhiệt
độ biến thiên rất nhỏ từ (10-4÷10-3)K
3
4
5
2
1
TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
23
1.2.5.3.Sơ đồ nối cảm biến nhiệt độ điện trở:
R1 R2 R1 R2
Rd1
R3 Rt R3 Rt Rd2
Hình 1- 11
Trên hình 1-11 các điện trở R1, R2, R3 là các điện trở có trị số thay đổi theo
nhiệt độ là rất nhỏ, Rt là cảm biến điện trở đặt trong vùng cần đo nhiệt độ. Sơ
đồ cầu được cấp điện bởi nguồn điện một chiều E có độ ổn định cao.
Giả sử thang chia nhiệt độ của mV được chia từ 00C thì muốn kim milivon -
mV chỉ 00C thì điện thế ở điểm 1 và điện thế ở điểm 2 trên sơ đồ phải bằng
nhau. Có nghĩa :
31
3
RR
R.E
+ = to2
to
RR
R.E
+
và
U1-2 =
to2
to
RR
R.E
+ - 31
3
RR
R.E
+ = 0
Nếu chọn R1= R2 và R3 = Rto; với Rto là trị số của cảm biến điện trở ở nhiệt độ
00C.
Vậy có thể viết theo :
U1-2 = E
to2
3to
RR
RR
+
− = E
to2
toto
RR
RR
+
− = 0
Khi nhiệt độ khác 00C thì có biểu thức tính điện áp theo điện trở của cảm
biến là:
U1-2 = E
t2
tot
RR
RR
+
−
TRƯỜNG ĐHKB HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
24
Khi dẫn tín hiệu đi xa và tránh ảnh hưởng của điện trở dây dẫn theo nhiệt độ
tới phép đo, thì nối dây như sơ đồ hình 1-11b ; do nhánh cầu đều được thêm
vào điện trở dây dẫn Rd1,Rd2 nên điện thế tại điểm 2 trên sơ đồ phản ánh đúng
điện thế gây ra do nhiệt độ của cảm biến Rt.
1.2.5 Hoả kế:
Tất cả các vật thể là nguồn nhiệt đều phát ra các bức xạ nhiệt. Ví dụ vật thể
có nhiệt độ 6000C thì phát ra tia hồng ngoại có bước sóng
λ = (0,75÷400)μm. Mắt con người chỉ nhìn được sóng ánh sáng
λ = (0,40÷0,75)μm. Các bức xạ có λ < 0,4 μm ta cũng không nhìn thấy chngs
là tia tử ngoại, đó là tia ronghen và tia Gâm.
1.2.5.1 Hoả kế quang học
Trên hình 1-12 là sơ đồ nguyên tắc của hoả kế quang học. Nguyên tắc làm
việc của hoả kế quang học là dựa trên sự so sánh mức độ sáng chói của vật
nóng và dây tóc bóng đèn nung đỏ giữa mắt người quan sát và vật đo; Khi so
sánh mức độ sáng của dây tóc bóng đèn với nguồn nhiệt cần đo bằng nhau thì
đọc chỉ số của milivôn kế, Milivôn kế đã được khắc theo thang nhiệt độ, điện
áp rơi trên đèn tương ứng với nhiệt đ

---