Bài tập lớn vi mạch tương tự dùng cặp nhiệt điện

Trường ĐHCN Hà Nội Bộ
Môn ĐLĐK
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BÀI TẬP LỚN
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 CẶP NHIỆT NGẪU
Giáo viên hướng dẫn:
1
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nam
Lớp: ĐH Điện4_K7
NỘI DUNG
Đề Tài: Dùng các vi mạch tương tự tính toán, thiết kế mạch đo và cảnh báo nhiệt
độ sử dụng cặp nhiệt ngẫu.
Yêu cầu: - Dải đo từ: t°C = 0°C ÷ t
max
= 0-(100 + 10×n)°C
- Đầu ra: Chuẩn hóa đầu ra với các mức điện áp
1. U=0 ÷ 10V
2. U=0 ÷ -5V
3. I=0 ÷ 20mA
4. I=4 ÷ 20mA
- Dùng cơ cấu đo chỉ thị.
- Khi nhiệt độ trong giới hạn bình thường: t°C=0÷t
max
/2. Thiết kế mạch
nhấp nháy cho LED với thời gian sáng và tối bằng nhau và bằng:
) = ﺡ1+0,5 ×a) giây
- Đưa ra tín hiệu cảnh báo bằng còi khi nhiệt độ vượt giá trị: t°C=t

max
/2
Trong đó:
a: Chữ số hang đơn vị của danh sách ( ví dụ: STT = 3 →a=3; STT=10
→a=0
n: Số thứ tự sinh viên trong danh sách.

Phần Thuyết Minh
Yêu cầu bố cục nội dung:
Chương 1: Tổng quan về mạch đo
Chương 2: Giới thiệu về các thiết bị chính
Chương 3: Tính toán, thiết kế mạch đo
- Tính toán,lựa chọn cảm biến
- Tính toán, thiết kế mạch đo
- Tính toán, thiết kế mạch nguồn cung cấp
- Tính toán, thiết kế mạch khuếch đại, chuẩn hóa
- Tính toán mạch nhấp nháy cho LED
- Tính toán, thiết kế mạch cảnh báo
- Dùng phần mềm mô phỏng mạch
2
Kết luận và hướng phát triển.
Chương 1: Tổng quan mạch đo
I.Tổng quan.
Vi mạch số ,vi mạch tương tự lĩnh vực không những mang tới thời sự nóng bỏng
nhưng vẫn ẩn chứa vô số điều bí ẩn và có sức hấp dẫn lạ kỳ , đă đang từng ngày
thâm nhập vào đời sống của chúng ta .Nhưng trong thưc tế các dạng năng lượng
thường ở dạng tương tự .Do đó muốn xừ lí chúng theo phương pháp kĩ thuật số ta
phải biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số .
Xuất phát từ ý tưởng đó, em đă thưc hiện việc xây dựng một mạch điện đo
nhiệt độ hiển thị ra đèn LED .Mạch này chỉ mang tính chất thử nghiệm thưc tế về

vấn đề chuyển đổi U-I , vấn đề cảnh báo nhiệt độ ra đèn và vấn đề đo lường các
đại lượng không điện bằng điện
Có nhiều phương pháp đo nhiệt độ tuỳ theo yêu cầu về kỹ thuật và giải nhiệt độ
Phân ra làm 2 phương pháp chính : Đo trực tiếp và đo gián tiếp
+Đo trưc tiếp là phương pháp đo trong đó các chuyển đổi nhiệt điện
đươc đặt trực tiếp trong môi trường cần đo.
+Đo gián tiếp là phương pháp đo trong đó dụng cụ đo đặt ngoài môi
trường cần đo(áp dụng với trường hơp đo ở nhiệt độ cao ).
Ta chỉ khảo sát phương pháp đo trực tiếp với giải nhiệt độ cần đo không
phải ở quá cao.( 0 – 91)
Đo nhiệt độ bằng phương pháp trưc tiếp ta lại khảo sát 2 loại nhiệt kế cặp
nhiệt ngẫu và nhiệt kế nhiệt điện trở.
Trong kỹ thuật đo lường nhiệt độ ta có nhiều phương pháp để đo nhiệt độ như
dùng cảm biến nhiệt điện trở kim loại , dùng cặp nhiệt ngẫu hay dùng IC cảm biến
nhiệt độ. Sau đây ta sẽ đi tìm hiểu phương pháp thường dùng nhất đó là dùng cặp
nhiệt ngẫu.
.Nhiệt kế cặp nhiệt ngẫu :

3
Phương pháp đo nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt ngẫu dựa trên cơ sở hiệu ứng
nhiệt điện. Người ta nhận thấy rằng khi hai dây dẫn chế tạo từ vật liệu có bản
chất hoá học khác nhau được nối với nhau bằng mối hàn thành một mạch kín và
nhiệt độ hai mối hàn là t và t0 khác nhau thì trong mạch xuất hiện một dòng
điện. Sức điện động xuất hiện do hiệu ứng nhiệt điện gọi là sức điện động nhiệt
điện. Nếu một đầu của cặp nhiệt ngẫu hàn nối với nhau, còn đầu thứ hai để hở
thì giữa hai cực xuất hiện một hiệu điện thế
· Nhiệt độ đầu tự do t
0
đươc duy trì ở nhiệt độ chuẩn 0
nhưng thực tế thường nhỏ hơn trên lý thuyết .Phương pháp khắc phục :có 2

phương pháp : giữ ổn nhiệt độ đầu đo hoăc dùng thiết bị bù nhiệt. Với cách thứ
nhất ta chỉ việc ngâm đầu đo vào nước đá cũng có cách thứ 2 :khi nhiệt độ thanh tư
do thay đổi thay đổi làm cho mạch bù mất cân bằng dẫn đến việc xuất hiện điện
áp bù vào sức điện động bị thay đổi.
Ta có :
(,)= (,)+

II.Hình thành sơ đồ khối
1. Sơ đồ khối.
Mạch đo gồm có 6 khối cơ bản :
1. khối cảm biến
2. mạch khuếch đại
3. mạch so sánh
4. khối chỉ thị
5. khối cảnh báo
6. mạch chuyển đổi u sang i
Bản vẽ sơ đồ khối nguyên lý mạch đo :
Khối Chỉ thị
4


T
0
U đặt

II.Chức năng của các khối trong mạch đo:
a, Khối cảm biến : khối cảm biến có chức năng biến đổi các tín hiệu không điện
thành tín hiệu điện thành tín hiệu điện tương ứng. ở đây ta dùng cảm biến nhiệt
điện trở kim loại để chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang tín hiệu điện áp.
b, Khối khuếch đại : có chức năng khuếch đại tín hiệu điện từ cảm biến đưa tới, vì

tín hiệu điện do cảm biến đưa ra thường là rất bé nên ta phải khuếch đại lên để đưa
vào các mạch điện khác.
c, Mạch so sánh : có tác dụng so sánh tín hiệu đưa ra từ khối khuếch đại để đưa ra
khối sau. Việc so sánh tín hiệu sẽ được ứng dụng cho mạch cảnh báo khi có sự quá
nhiệt độ.
d, Mạch chuyển đổi U sang I: có tác dụng chuyển đổi tín hiệu dòng điện sang tín
hiệu điện áp để hiển thị ra .
e, khối cánh báo : cảnh báo cho người biết rằng nhiệt độ đã tăng quá cao so với
nhiệt độ cho phép.
Đó là các khối cơ bản dùng trong mạch đo và cảnh báo nhiệt độ dùng nhiệt điện trở
kim loại.

III.Tổng quan mạch đo
5
Chuyển đổi
U sang I
Khuếch đại
điện áp
Cảm biến
Cảnh báo
Mạch so
sánh
3.1 Mạch đo
Đối tượng cần đo là đại lượng vật lý, dựa vào các đặc tính của đại lượng cần đo mà
chọn ra loại cảm biến phù hợp để thực hiện việc biến đổi các thông số cần đo thành
đại lượng điện hay điện áp
U = 0 10V
U=0÷ -5V
I=0÷20mA
I = 420mA

Sau đó qua bọ lọc và khuếch đại tín hiệu
Tín hiệu sau khi được hiệu chỉnh sẽ chuyển qua bộ chuyển đổi U-I để đưa vào cơ
cấu hiển thị.
3.2 Các phương pháp đo nhiệt độ
Đo nhiệt độ là phương pháp đo lường tín hiệu dạng tự nhiên của môi trường,
không có điện trong đại lượng cần đo
- Nhiệt độ được phân làm nhiều dải để đo:
+ Dải mức thấp
+ Dải mức trung bình
+ Dải mức cao
Nhiệt độ được đo với các cảm biến hỗ trợ như
+ Cặp nhiệt kế
+ Nhiệt điện kế kim loại
+ Nhiệt điện trở kim loại
+ Nhiệt điện trở bán dẫn
+ Cảm biến thạch anh.
Chương 2 : Giới thiệu về các thiết bị chính
6
I . Các linh kiện có trong mạch
1.Cặp nhiệt ngẫu TCK

Cấu tạo điển hình của một cặp nhiệt công nghiệp
1.1.Cấu tạo :
1) Vỏ bảo vệ: 2) Mối hàn :3) Dây điện cực :4) Sứ cách điện:
5) Bộ phận lắp đặt: 6) Vít nối dây: 7) Dây nối; 8) Đầu nối dây.
Đầu làm việc của các điện cực (3) được hàn nối với nhau bằng hàn vảy, hàn khí
hoặc hàn bằng tia điện tử. Đầu tự do nối với dây nối (7) tới dụng cụ đo nhờ các
vít nối (6) dây đặt trong đầu nối dây (8). Để cách ly các điện cực người ta dùng
các ống sứ cách điện (4), sứ cách điện phải trơ về hoá học và đủ độ bền cơ và

nhiệt ở nhiệt độ làm việc. Để bảo vệ các điện cực, các cặp nhiệt có vỏ bảo vệ (1)
làm bằng sứ chịu nhiệt hoặc thép chịu nhiệt. Hệ thống vỏ bảo vệ phải có nhiệt
dung đủ nhỏ để giảm bớt quán tính nhiệt và vật liệu chế tạo vỏ phải có độ dẫn
7
nhiệt không quá nhỏ nhưng cũng không được quá lớn. Trường hợp vỏ bằng thép
mối hàn ở đầu làm việc có thể tiếp xúc với vỏ để giảm thời gian hồi đáp.
1.2.Vật liệu chế tạo điện cực
1) Telua 2) Chromel 3) Sắt 4) Đồng 5) Graphit 6) Hợp kim platin-rođi
7) Platin 8) Alumel 9) Niken 10) Constantan 11) Coben
- Cặp Platin - Rođi/Platin:
Cực dương là hợp kim Platin (90%) và rôđi (10%), cực âm là platin sạch. Nhiệt
độ làm việc ngắn hạn cho phép tới 1600
o
C , E
đ
=16,77mV. Nhiệt độ làm việc dài
hạn <1300
o
C. Đường đặc tính có dạng bậc hai, trong khoảng nhiệt độ 0 - 300
o
C
thì E ˜ 0.
Trong môi trường có SiO2 có thể hỏng ở nhiệt độ 1000 - 1100
o
C.
Đường kính điện cực thường chế tạo φ = 0,5 mm.
Do sai khác của các cặp nhiệt khác nhau tương đối nhỏ nên loại cặp nhiệt này
thường được dùng làm cặp nhiệt chuẩn.
- Cặp nhiệt Chromel/Alumel:
Cực dương là Chromel, hợp kim gồm 80%Ni + 10%Cr + 10%Fe. Cực âm là

Alumen, hợp kim gồm 95%Ni + 5%(Mn + Cr+Si).
Nhiệt độ làm việc ngắn hạn ~1100
o
C, E
đ
= 46,16 mV.
Nhiệt độ làm việc dài hạn < 900
o
C.
Đường kính cực φ= 3 mm.
- Cặp nhiệt Chromel/Coben:
Cực dương là chromel, cực âm là coben là hợp kim gồm 56%Cu + 44% Ni.
Nhiệt độ làm việc ngắn hạn 800
o
C, E
đ
= 66 mV.
Nhiệt độ làm việc dài hạn < 600
o
C.
- Cặp nhiệt Đồng/Coben:
Cực dương là đồng sạch, cực âm là coben.
Nhiệt độ làm việc ngắn hạn 600
o
C.
Nhiệt độ làm việc dài hạn <300
o
C.
Loại này được dùng nhiều trong thí nghiệm vì dễ chế tạo.

1.2 Điện trở , biến trở .
a.Điện trở

8
Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp
chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại
điện trở có trị số khác nhau.
Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử.
Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.
Cách đọc điện trở : vì điện trở rất đa dạng nên để đọc chính xác điện trở ta cần
xác định đúng trị số các vòng màu .

 Vòng số 4 là vòng ở cuối luôn luôn có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, đây là
vòng chỉ sai số của điện trở, khi đọc trị số ta bỏ qua vòng này.
9
 Đối diện với vòng cuối là vòng số 1, tiếp theo đến vòng số 2, số 3
 Vòng số 1 và vòng số 2 là hàng chục và hàng đơn vị
 Vòng số 3 là bội số của cơ số 10.
Sau khi thiết kế mạch chúng ta sẽ phải lựa chọn loại điện trở phù hợp mạch đo, để
hiển thì đầu ra có thể chính xác.
b. Biến trở
Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúng
có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện.
Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng cách thay đổi chiều dài của dây dẫn
điện trong thiết bị, hoặc bằng các tác động khác như nhiệt độ thay đổi, ánh
sáng hoặc bức xạ từ,
Ký hiệu

1.3 Bộ khuếch đại thuật toán Opam 741

10
Cấu tạo bên trong của OP 741
-OpAmp là một linh kiện có nhiều chức năng
Khuếch đại hiệu hai điện thế nhập
Khuếch đại điện âm hoặc dương
So sánh hai điện thế nhập
. Khi V
+
> V
-
.
. Khi V
+
< V
-
.
. Khi V
+
= V
-
.
Ngoài ra, mạch tích phân ,vi phân ,mạch cộng ,mạch trừ
11
1.4.LED.
-Led thực chất là một diod nhưng có phát ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua
nó.
- Là thiết bị dùng để báo sáng khi mạch đo thấy nhiệt độ vượt ngưỡng cho phép
1.5.Transistor.

Nguyên lý hoạt động :Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E
trong đó (+) nguồn vào cực C và (-) nguồn vào cực E.
Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E ,
trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E.
Khi công tắc mở , ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng
vẫn không có dòng điện chạy qua mối C E ( lúc này dòng IC = 0 )
Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy
từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) tạo
thành dòng IB
Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối CE làm
bóng đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB
12
Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theo
một công thức .
IC = β.IB
Trong đó IC là dòng chạy qua mối CE
IB là dòng chạy qua mối BE
β là hệ số khuyếch đại của Transistor
Giải thích : Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt
qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng IBE do lớp bán
dẫn P tại cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp
bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn hơn số
lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống
tạo thành dòng IB còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng
của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor.
1.6 Nguồn cấp cho mạch :
Trong mạch sử dụng nguồn điện 1 chiều với cấp điện áp 5V, 9V hoặc 12V tùy
theo yêu cầu của mạch trên thực tế thì nguồn điện 1 chiều thường được chỉnh lưu
từ nguồn xoay chiều. nguồn cấp của chúng ta gồm có :
Máy biến áp có chức năng hạ áp từ 220V xuống cấp điện áp thấp mà ta sử dụng

đó là 5V, 9V, 12V.
Bộ chỉnh lưu cầu gồm có các điot, tụ điện, và điện và cuộn cảm có tác dụng chỉnh
lưu từ dòng xoay chiều sang dòng 1 chiều. sơ đồ nguyên lý của khối chỉnh lưu:

13

Chương 3 : Tính toán thiết kế mạch đo
I.Tính toán cảm biến (TCK)
Theo tính chất của vật liệu làm nên cặp nhiệt ngẫu cứ khoảng 1
o
C tương ứng với
0,4mV như hình :
Ở đề tài này yêu cầu dải nhiệt độ từ t°C = 0°C ÷ t
max
= 0-(100 + 10×n)°C
(với n=36) tức là khoảng 0
o
C÷460
o
C cho nên ta sẽ chọn cặp nhiệt ngẫu làm từ
chromel/coben để sử dụng trong đề tài.Với cực dương là chromel, cực âm là
coben là hợp kim gồm 56%Cu + 44% Ni.Nhiệt độ làm việc ngắn hạn 800
o
C, E
đ
=
66 mV.
Nhiệt độ làm việc dài hạn < 600
o
C.

14

Để chuẩn hóa đầu ra là 10V ta sử dụng mạch khuếch đại với OP 741 với các thông
số như sau:
II.Tính toán thiết kế nguồn :
vì hầu hết các nguồn sử dụng trong mạch đều là nguồn một chiều mà trên thực tế
thì nguồn lại là các nguồn xoay chiều với điện áp là 220V. vậy vấn đề đặt ra là phải
biến đổi dòng xoay chiều sang 1 chiều .
khối nguồn sẽ bao gồm:
 máy biến áp
15
 bộ chỉnh lưa cầu dùng 4 điot
 tụ điện C để lọc
 cuộn cảm L để dàn phẳng dòng điện.
Sơ đồ nguyên lý:


+ tính chọn máy biến áp: ở đây chúng ta có hai nguồn đó là nguồn cho điện áp đặt
ở bộ so sánh 5V và nguồn cấp cho OA là 12V như vậy cần sử dụng máy biến áp có
nhiều cấp điện áp để lấy ra hai cấp điện áp mình dùng. Hoặc ta có thể hạ xuống
12V rồi dùng con biến trở để chỉnh xuống 5 V nhưng sẽ tiêu tốn 1 lượng năng
lượng vì vậy nên dùng 2 bộ chỉnh lưu điện áp. 1 phương pháp khác là ta có thể
dùng khối ổn áp 1 chiều để có đầu ra thay đổi.

Tối ưu nhất ở đây nên dùng phương án 3.
Phương án thiết kế :
 biến áp : do yêu cầu đặt ra nên ta sử dụng biến áp có điện áp vào 220V và
điện áp ra là 15V .
 mạch chỉnh lưu : do những ưu điểm của mạch chỉnh lưu cầu như điện áp ra
ít nhấp nháy, điện áp ngược mà điôt phải chịu nhỏ hơn so với phương pháp

cân bằng nên ta sẽ chọn bộ chỉnh lưu cầu 2 nửa chu kỳ.
16
 bộ lọc nguồn có nhiệm vụ san bằng điện áp để dòng điện phẳng hơn, lọc
bằng tụ điện khá đơn giản và chất lượng học khá cao. Nên ta dùng tụ điện.
 khối ổn áp theo yêu cầu thiết kế có điện áp ra thay đổi từ 0 đến 15V nên ta
dùng IC ổn áp thông dụng là LM 7805 do có dải điện áp ra trong khoảng
1,2V-35V với cách mắc thông thường.

Cơ cấu đo dùng ổn áp LM 7805 dùng để ổn áp đầu ra 5V:
III.Tính toán thiết kế mạch khuếch đại và chuẩn hóa.
17
Chuẩn hóa đầu ra 10V
Ta có
Mà
Do đó ta chọn các giá trị của R như sau: R1=R2=R3=1000kΩ
R4=2000kΩ
R5=10kΩ
18
Chuẩn hóa đầu ra -5V
Ta chọn các giá trị của R như sau: R1=250kΩ
R3=10kΩ
Ta chọn các giá trị R như sau: R3=110kΩ
R4=10kΩ

IV. Thiết kế mạch so sánh
19
Mạch so sánh có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện áp ở khối khuếch đại đem so sánh
với U
đặt
,khi U

v
>U
đặt
thì còi sẽ kêu báo động. Ở đây đầu ra chuẩn hóa 10V ứng với
460
o
C.Khi nhiệt độ vượt quá 230
o
C ứng với 5V thì còi sẽ kêu,và đèn sẽ sáng
Các thông số của mạch so sánh là : U
đặt
=5V
LS1
SPEAKER
Q1
2N1711
+5v
+12v
-12v
+10v
79%
RV1
10k
+88.8
Volts
U2
AND_2
D1
LED-GREEN
3

2
6
74
1
5
U1
741

V.Mạch chuyển đổi U-I
20
3
2
6
7 4
1
5
U1
741
R1
500
R2
500
R3
500
mA
+20.0
+10V
-12V
+12V
Ta có K

UI
==-==2.10
-3
Từ đó ta chọn R1=500Ω
R2=R3=500Ω
21
3
2
6
7 4
1
5
U1
741
R1
250
220
250
R3
220
mA
+20.0
-12V
+12V
-5V
Ta có K
UI
==-= =-4.10
-3
Từ đó ta chọn giá trị của điện trở :R1=R2=250Ω

R3=220Ω
VI.Cơ cấu chỉ thỉ :
Vì dòng điện ra là dòng 1 chiều và điện áp ra cũng là 1 chiều với giá trị bé nên ta
dùng cơ cấu chỉ thị từ điện
Cấu tạo chung: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động
- Phần tĩnh: gồm: nam châm vĩnh cửu 1; mạch từ và cực từ 3 và lõi sắt 6 hình thành
mạch từ kín. Giữa cực từ 3 và lõi sắt 6 có có khe hở không khí đều gọi là khe hở làm
việc, ở giữa đặt khung quay chuyển động.
- Phần động: gồm: khung dây quay 5 được quấn bắng dây đồng. Khung dây
22
được gắn vào trục quay (hoặc dây căng, dây treo). Trên trục quay có hai lò xo cản 7
mắc ngược nhau, kim chỉ thị 2 và thang đo 8.

Hình 5.3. Cơ cấu chỉ thị từ điện.
+ Nguyên lý làm việc chung: khi có dòng điện chạy qua khung dây 5 (phần động),
dưới tác động của từ trường nam châm vĩnh cửu 1 (phần tĩnh) sinh ra mômen quay
Mq làm khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α. Mômen quay được tính theo
biểu thức:
M q ==B.S.I.W
với B: độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu
S: tiết diện khung dây
W: số vòng dây của khung dây
Với một cơ cấu chỉ thị cụ thể do B, S, W, D là hằng số nên góc lệch α tỷ lệ bậc nhất
với dòng điện I chạy qua khung dây.
+Các đặc tính chung: từ biểu thức suy ra cơ cấu chỉ thị từ điện có các đặc tính cơ bản
sau:
- chỉ đo được dòng điện 1 chiều
-đặc tính thang đo đều
- độ nhạy là 1 hằng số
23

VII.Mạch đèn LED nhấp nháy
R
4
DC
7
Q
3
GND
1
VCC
8
TR
2
TH
6
CV
5
U1
555
R1
10k
C1
77u
R2
10k
D1
DIODE
D2
DIODE
C2

0.01u
U2
AND_2
6%
RV1
10k
+10v
D3
LED-GREEN
U3
NOT
+88.8
Volts
Theo yêu càu đề tài ta có khi nhiệt độ trong giới hạn bình thường:
t°C=0÷t
max
/2=200
o
C. Thiết kế mạch nhấp nháy cho LED với thời gian sáng và tối
bằng nhau và bằng:
) = ﺡ1+0,5 ×a) giây với a=6 nên t
sáng
=t
tối
=4(s)
Đối với mạch này ta sử dụng IC555 để tạo xung vuông và đưa ra đèn LED .
Tính toán thông số linh kiện trong mạch
Ta có T=t
n
+t

x
=t
sáng
+t
tối
=0,69.(R
A
+2R
B
).C=8(s)
24
Cho R
A
=R
B
=50kΩ ta suy ra được
VI.Toàn mạch của đề tài
3
2
6
7 4
1
5
U1
741
mV
+8.14
V2
Volts
-0.15

200.00
+
-
CJ
TC1
TCK
R1
10k
R2
250k
3
2
6
74
1
5
U2
741
Volts
-1.97
R3
120k
R4
10k
+12v
-12v
-12v
+12v
3
2

6
74
1
5
U3
741
R5
10k
R6
1000k
R7
1000k
R8
1000k
R9
2200k
mV
+8.14
V1
+12v
-12v
Volts
+5.22
3
2
6
74
1
5
U4

741
R10
250
R11
250
R12
200
mA
+7.88
+12v
-12v
3
2
6
7 4
1
5
U5
741
R13
500
R14
500
R15
500
mA
+10.4
-12v
+12v
-12v

Q1
2N1711
LS1
SPEAKER
+12v
D1
LED-GREEN
+5 v
R
4
DC
7
Q
3
GN D
1
V CC
8
TR
2
TH
6
CV
5
U7
555
C1
0.01u
C2
77u

D2
DIODE
D3
DIODE
R16
10k
R17
10k
D4
LED-GREEN
U8
AND_2
U9
NOT
Volts
+5.22
U10
AND_2
3
2
1
84
U6:A
LM358
Volts
+11.0
Nguyên lý hoạt động:đầu tiên nhiệt độ sẽ được chuyển từ tín hiệu không điện
sang tín hiệu điện nhờ TCK(cặp nhiệt ngẫu).Tín hiệu điện áp ra rất nhỏ cho nên
ta phải khuếch đại đến điện áp tiêu chuẩn 0÷10V và 0÷ -5V nhờ mạch khuếch đai
dảo và không đảo.Tín hiệu ra của mạch khuếch đại là tín hiệu tiêu chuẩn ,nó sẽ

được đưa vào mạch chuyển đổi U-I để đưa vào cơ cấu chỉ thị điện từ.Ngoài ra
,tín hiệu điện áp còn được đưa vào mạch so sánh để so sánh với điện áp đặt và
đưa ra cảnh báo ở loa khi nhiệt độ tăng cao hơn tmax/2.Mặt khác tín hiệu điện
áp còn được đưa vào IC555 để tạo xung vuông và đưa ra tín hiệu đèn LED.

25