Điện Tử Lập Trình - Thiết Bị Lập Trình Mạch part 5 pdf

Thiết bị lập trình
33
Cách mắc
gây sai số
Cách mắc bù
sai số.
Với điều kiện
R
L1
= R
L2
) Đối với module RTD của PLC, thì đã có mạch bù sai số,
do vậytacóthểmắc trựctiếpRTD vo module.
) Trong trờng hợp dùng module tơng tự, thì ta cần thiết
kế thêm cầu cân bằng, kết hợp với khuếch đại tín hiệu.
) Thermistor
) Thermistor đợc lm từ các vật liệu bán dẫn, sự thay
đổi điện trở của vật liệu tỉ lệ với nhiệt độ trong dải đo.
) Tuy nhiên khi nhiệt độ tăng thì điện trở lại giảm, do vậy
Thermistor có hệ số nhiệt âm. Mặc dù vậy, cũng có một
số thermistor có hệ số nhiệt dơng.
Thiết bị lập trình
34
) Từ đờng đặc tính trên, thì thermistor cho ta độ phân
giải cao hơn so với RTD. Rất thích hợp với những ứng
dụng có dải nhiệt độ hẹp.
So sánh 2 loại trên:
) RTD: u điểm:
Tuyến tính trong dải nhiệt độ rộng
Đo đợc nhiệt độ cao, dải đo lớn
ổn định tốt hơn ở nhiệt độ cao

nhợc điểm:
Độ nhậy kém
Giá thnh cao
Bị ảnh hởng do rung động, do điện trở tiếp xúc
Thiết bị lập trình
35
) Thermistor: u điểm:
Đáp ứng nhanh
Đo đợc nhiệt độ ở dải đo hẹp với độ chính xác cao
Không bị ảnh hởngcủađiệntrởdâynối
Có khả năng chống rung
Giá thnh thấp
nhợc điểm:
) Khả năng tuyến tính thấp ở dải đo lớn
) Phạm vi đo nhiệt độ hẹp
) Cặp nhiệt ngẫu (can nhiệt)
) Đợc cấu tạo từ một cặp kim loại, lm từ vật liệu khác
nhau. 2 đầu nối với nhau v đặt ở 2 vùng nhiệt độ, sự
chênh lệch nhiệt độ tạo ra sức điện động trên 2 đầu cặp
nhiệt ngẫu.
Kim loại A
Kim loại B
Nóng
Lạnh
T
1
: là nhiệt độ cần đo
T
2
: là nhiệt độ mẫu

e
Kim loại B
Kim loại A
Nóng
Lạnh
Đến PLC
Thiết bị lập trình
36
) Nhiệt độ mẫu chuẩn (lạnh) l 0
o
C, do vậy trong
datasheet của cặp nhiệt ngẫu, điện áp đầu ra dựa trên
nhiệt độ mẫu 0
o
C.
) Tuy nhiên trong công nghiệp việc tạo ra 0
o
C l rất bất
tiện, cho nên cần phải tiến hnh bù nhiệt độ mẫu
Xét ví dụ: Dùng cặp nhiệt ngẫu loại E, có tín hiệu điện áp
đầu ra l 16,42 mV, nhiệt độ T
2
l 46
o
F, tìm nhiệt độ cần
đo T
1
(nhiệt độ đúng)
Constantan
Crôm

Nóng
Lạnh
e
) Do nhiệt độ T
2
không phải nhiệt độ mẫu, nên ta tiến
hnh bù, để bù đợc ta cần dựa vo đặc tính ra của cặp
nhiệt ngẫu (xem hình).
) Ta đợc X = 0,458 mV,
do đó nếu ở 0
o
C hay
32
o
F thì điện áp
đầu ra sẽ l:
16,42 + 0,458 =
= 16,878 mV
) Từ giá trị tìm
đợc ta lại nội
suy v đợc
474,71
o
F
Thiết bị lập trình
37
) Đối với PLC, ngời ta thiết kế riêng module lmviệcvới
cặp nhiệt ngẫu, trong module ny tín hiệu sai lệch đã
đợc bù.
) Đối với dây dẫn của cặp nhiệt ngẫu

thờng đợc bọc lớp vỏ đặc biệt
để duy trì nhiệt độ của dây dẫn không
đổi tới đầu voPLC
Dây dẫn
Đầu vo
module nhiệt
? Chuyển đổi lực (Cảm biến lực).
) Cảm biến lực v áp suất dùng để đo lực trên một đơn vị
diện tích
) Có 3 loại chuyển đổi lực phổ biến l:
Đo sức căng
Dùng ống Bourdon
Dùng load cell
Đo sức căng (cảm biến áp trở)
) L kiểu chuyển đổi cơ khí dùng để đo biến dạng, sức
căng của một vật cứng khi có lực tác động.
) Kiểu chuyển đổi nydựavo sự thay đổi về trở kháng
trong dây quấn khi bị lực tác động. Dây quấn có thể lm
từ kim loại (đồng, sắt, platium) hoặc từ chất bán dẫn
(silic, german)
Thiết bị lập trình
38
) Kiểu chuyển đổi ny có hai hình thức l Dán
(mng mỏng) v Tự do
) Dán: l hình thức gắn trực tiếp bộ chuyển đổi
lên bề mặt cần đo (a).
) Tự do: l hình thức không gắn trực tiếp bộ
chuyển đổi lên bề mặt cần đo (b).
Lực tác
động

Dây quấn
Vị trí đỡ
Dây quấn
Lực tác
động
) Đo sức căng dùng kĩ thuật mạch cầu cân bằng, tuy nhiên
nhiệt độ lại lmảnhhởng đến trở kháng, do đó cần
thiết kế thêm mạch bù
) Chỉ có dây quấn (R
4
) có chiều tơng ứng với lực tác động
, lúc đó chỉ trở kháng R
4
mớibịthayđổi.
) Nhiệt độ đợc bù thông qua R
3.
Dây quấn
chính
Dây quấn
phụ
Lực
Thiết bị lập trình
39
)Dùng ống Bourdon
) L kiểu chuyển đổi cơ khí (dùng kĩ thuật LVDT) biến áp
lực thnh dịch chuyển theo vị trí. Vị trí dịch chuyển tỉ lệ
với áp lực đặt vo.
Tín hiệu vo
Tín hiệu ra
ống Bourdon

Lõi
Đầu gá
ống áp lực
Lò xo
)Dùng Load Cell
) L cảm biến đo trọng lợng v lực dựa trên nguyên lý
chuyển đổi đo sức căng kiểu dán. L loại cảm biến dùng
chủ yếu trong cân nặng.
? Chuyển đổi lulợng (Cảm biến lulợng).
) Cảm biến lulợngdùngđểđo lulợng của một vật
liệu bất kì, dới dạng rắn, lỏng, khí
) Đo lulợng rắn
) Thờng dùng chủ yếu l bộ chuyển đổi Load Cell, để đo
trọng lợng của sản phẩm.
Thiết bị lập trình
40
) Ví dụ: Bitoáncầngiữổnđịnhlulợng của vật liệu
trên băng tải.
L
vP
Q
.
=
Trọng lợng (P)
Chiều di(L)
Load Cell
Tốc độ (v)
Van
Phễu
) Đo lulợng lỏng

) Tiến hnh đo 1 trong 2 yếu tố
Độ chênh áp suất
Chuyển động của chất lỏng.
) Đo yếu tố thứ nhất ngời ta có thể dùng ống Venturi
hoặc tấm orifice
) Đo yếu tố thứ hai ngời ta dùng đồng hồ đo lulợng
dùng turbine.
ống Venturi v tấm orifice: đều dựa vonguyênlí
Bernoulli, thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ v độ chênh
áp suất giữa 2 điểm đo. ống venturi v tấm orifice thích
hợp với đo áp suất thấp