giáo trình phần tử tự động đại học bách khoa hà nội

ĐH Bách Khoa Hà Nội

1
Bài Mở Đầu
KHÁI NIM CHUNG
V PHN T T NG
§1. M u
Phn t t ng là nhng thit b dùng  xây dng nên các thit b t
ng. Các thit b này có th thc hin nhng chc nng nào ó mà không
cn s tham gia trc tip ca con ngi.
Phn t t ng có nhiu chc nng khác nhau và nguyên lý làm vic
khác nhau. Ví d : phn t in c, in t, i
n nhit, thu lc, khí nén
Xét ví d : cn duy trì nhit  ca mt lò sy vi 
cp
= const
1. Khi không s dng phn t t ng : s  c bn gm nhit k và in
tr gia nhit.

Hình 1
Mun duy tri nhit  ta phi :
- Quan sát tình trng làm vic ca lò thông qua nhit k
- So sánh nhit d  ca lò vi nhit  cn duy trì 
cp
= const
- Nu thy có s sai khác gia hai nhit  thì cn tin hành hiu chnh
+  < 
cp
: cn khoá K cho in tr hot ng  gia nhit làm cho
lò tng nhit  cho phép.
+  < 

cp
: cn ngt khoá K  vô hiu hoá in tr gia nhit làm
nhit  lò gim ti nhit  cho phép.
2. Khi s dng phn t t ng : s  c bn gm nhit k thu ngân có
gn tip im và công tc t .


ĐH Bách Khoa Hà Nội

2


Hình 2
K – kí hiu ca cun dây nam châm in ca công tc t
S  duy trì nhit  ca lò trong mt khong nhit  lân cn nhit 
cn duy trì. Khi nhit  ca lò  nh hn khong nhit  cho phép thì tip
im m, K không có in. Lúc ó in tr gia nhit R hot ng gia nhit
cho lò làm nhit  ca lò t
ng. Nhit  ca lò tng ti lúc vt mc nhit 
cho phép, mc thy ngân trong nhit k dâng cao làm tip im nhit k
óng. Cun dây K có in, in tr gia nhit không có in nên lò không
c gia nhit. Do ó nhit  lò gim xung ti mc cho phép. Khi nhit 
lò gim xung mc cho phép thì quá trình li c lp li. Tóm li quá trình
Qua ví d trên, ta th
y mt h thng t bao gm nhng khâu nh sau :

- Khâu o lng k thut: xác nh các thông s ca i tng iu
khin và kim tra tình trng làm vic ca nó. Các i tng o c
có th là i lng in hoc không in nhng ch yu là không
in. Do ó ngi ta phi bin
i các i lng không in v i
lng in. Vì vy trong khâu này có s dng các phn t cm bin
(sensor).
- Tng hp x lý : tính toán, so sánh, ánh giá các i lng t b phn
o lng a ti theo mt qui lut nào ó và a ra các tín hiu cn
thit cho vic iu khin. Vì vy b phn này phi có kh nng logic
cao, th
ng ngi ta s dng các phn t logic. Tùy theo mc 
i tng iu
khin
Tng hp
x lý
o lng
kim tra
Chp
hành
ĐH Bách Khoa Hà Nội

3
phc tp ca quá trình iu khin mà b phn tng hp x lý có th
phc tp hoc dn gin.
- Chp hành : nhn các tín hiu t khâu tng hp x lý a ti, theo
ni dung ca tín hiu ó, thc hin các thao tác cn thit  iu

chnh các thông s trng thái ca i tng iu khin theo giá tr
ã
t.
Thng dùng các phn t c in, in t, khí nén hoc thy lc
- i tng iu khin : là nhng i tng có thông s cn phi iu
chnh  s làm vic ca nó tha mãn yêu cu ã nh. i tng
iu khin có th là mt n v nguyên công hoc mt h thng sn
sut.

ĐH Bách Khoa Hà Nội

4
§2. Phân Loi Phn T T ng

Phn t t ng có th c phân loi theo nhiu tiêu chí khác nhau. Di
ây là mt vài cách phân loi
1. Theo quan im nng lng :
Coi phn t t ng nh mt phn t bin i nng lng chia ra 2 loi :
- Loi 1 : Nng lng u ra y ; x ng lng vào
y c chuyn i t x


Hình 1
Vi phn t t ng, nu công sut nng lng ra nh hn công sut nng
lng u vào thì phn t này là phn t t th ng.
- Loi 2 : z là ngun ph hay ngun nuôi


Hình 2

Nng lng z có tác dng iu ch quá trình bin i nng lng t xy.
Phn t này là phn t hot tính (tích cc). Nng lng u ra ln hn nng
lng u vào.
2. Theo tính cht ca i tng u ra, vào : gm c – in, in – t
3. Theo chc nng làm vic
- Ph
n t cm bin (sensor) dùng  bin i các i lng t dng này
sang dng khác. Thng t i lng không in sang i lng
in, thng nm  h thng o lng kim tra.
- Các phn t khuch i : tng cng tín hiu, vi mt s bin thiên
nh ca tín hiu u vào s dn n s
 bin thiên ca tín hiu ra.
Quan h hai i lng th hin qua c tính vào – ra.
- Các phn t rle : là các phn t có mi quan h gia i lng vào –
ra theo dng c tính rle. Các phn t rle có th tác ng hoc
không tác ng.
PTTD
x y
PTTD
x y
z
ĐH Bách Khoa Hà Nội

5


Hình 3
- Phn t n nh : phn t t ng iu chnh mt thông s nào ó 
tr s không i lu ng lng u vào thay i trong phm vi nht
nh

- Phn t bin i : dùng  bin i các tín hiu t dng này sang
dng khác nhm to iu kin thun l
i và tng  chính xác cho s
làm vic khác, cho các phn t khác trong h thng.
- Phn t chp hành : là các phn t dùng  tác ng trc tip lên các
i tng iu khin  iu chnh các thông s và trng thái ca i
tng theo yêu cu ã nh.
4. Theo nguyên lý : chia làm 4 nhóm chính
- Các phn t in c
- Các phn t nhit
-
Các phn t st t
- Các phn t bán dn và vi mch
x
nh

x
tđ

y
min

y
max

y (ra)
X
(vào)
ĐH Bách Khoa Hà Nội

6
§3. Các c Tính C Bn Và Các Thông S
Ca Phn T T ng
1. H s bin i :
- Hệ số biến đổi là t s gia ng lng u ra và ng lng u
vào hay là t s gia s bin thiên ng lng u ra y và s bin thiên
ng lng u vào x.
x
y
K =
hoc
dx
dy
x
y
'K ≈
∆
∆
=
Chú ý :
+ giá tr K,K’ ph thuc c tính vào ra ca phn t y = f(x)
+ Vi phn t tuyn tính thì K, K’ là const . Còn vi phn t phi tuyn
thì K, K’ là hàm s.
+ K, K’ là mt i lng vt lý có n v o. Còn  giá tr tng i thì
nó không có n v.
+ Vi các phn t khác nhau thì h s bin i có nhng tên gi khác
nhau phù hp vi chc nng ca phn t.
2.
Sai s :
Sai số là s thay i ca ng lng ra khi ng lng vào không thay

i. Sai s có nhiu nguyên nhân :
-
Ch quan : do t phn t gây nên.
-
Khách quan : do các i tng bên ngoài tác ng.
Có 3 loi sai s :
-
Sai s tuyt i : y = y’ – y
-
Sai s tng i : %100.
y
y
%a
∆
=
-
Sai s qui i :
%100.
y
y
%b
max
∆
=

3.
Ngng  nhy :
Ngưỡng nhạy là s thay i giá tr ti thiu ca ng lng u vào mà
không gây ra s thay i ca ng lng u ra.

x
y
x
1
x
2
ĐH Bách Khoa Hà Nội

7
hình1
x
1
, x
2
: ngng  nhy

4.
Phn hi :
-
Tác dng : dùng  tng cng tín hiu (h s khuch i) hoc tng
tính n nh.




Hình 2
-
Có 2 loi phn hi :
+ phn hi dng là phn hi tín hiu tác dng cùng chiu x

+ phn hi âm là phn hi tín hiu tác dng ngc chiu x
H s phn hi  : nu  = 0 thì y = k.x
nu   0 thì
β±
=→
β±
=
1
k
k
1
kx
y
ph

HSBD
H s
phn hi
β
x
y
x
ph
ĐH Bách Khoa Hà Nội

8
Phần 1
CÁC B CM BIN

Chng 1 – KHÁI NIM C BN V CM BIN

Trong các h thng iu khin và o lng, mi quá trình du c c
trng bi các bin trng thái, thng là các i lng không in.  o c
và theo dõi s bin thiên này ta phi dùng các b cm bin.

§1 . mh Ngha Và Phân Loi
1.
nh ngha :
Cảm biến là các thit b cm nhn và áp ng vi các tín hiu và kích thích
-
Trong mô hình mch : các b cm bin là mô hình mng hai ca



Hình 1

x – bin trng thái cn o
y – áp ng
y = f(x)
2.
Phân Loi :
a.
Theo nguyên lý chuyn i : nhit in, quang in, c in…
b.
Theo dng kích thích : âm thanh, tn s…
c.
Theo chc nng :  nhy,  chính xác,  tr…
d.
Theo phm vi s dng : trong công nghip, nông nghip, nghiên cu
e.

Theo thông s mô hình mch thay th ( 2 loi)
-
Cm bin tích cc (b cm bin có ngun) có th coi là ngun dòng
hoc ngun áp
-
Cm bin th ng (không ngun ) c c trng bi các thông s
L, R, C, M và s có th tuyn tính và không tuyn tính .


§2. Các c Trng C Bn Ca B Cm Bin

Quan h gia kích thích và áp ng ca cm bin c c trng bng
nhiu i lng c bn.
B CB
x
y
ĐH Bách Khoa Hà Nội

9
1.
Hàm truyn : là quan h gia áp ng và kích thích có th c cho
di dng bng hoc biu thc toán hc
-
Tuyn tính : y = a + bx vi b –  nhy ; a – khi x = 0
-
Dng ln(a) : y = 1 + b.lnx
-
Dng m :
kx
e.ay = vi k = const

-
Dng ly tha : y = a
0
+ a
1
.x
k




2.
 ln ca tín hiu vào :
Độ lớn của tín hiệu vào là giá tr ln nht ca tín hiu vào mà sai s ca
cm bin không vt quá ngng cho phép. Thng  ln ca tín hiu vào
tính theo dB hoc theo log
3.
Sai s :
Sai số là s sai khác tín hiu o lng vi giá tr thc ca nó.
Sai s có 4 loi :
− Sai s tuyt i
− Sai s tng i
− Sai s qui i
− Sai s h thng là sai s không ph thuc vào thi gian và không i
hay thay i theo thi gian. Nguyên nhân :
+ do sai s thit k
+ do x lý kt qu o
+ do dc tính phn t
− Sai s ngu nhiên là sai s xut hin có  ln và chiu không xác nh
do : nhiu và iu kin môi trng.

§3. Các B Cm Bin Tích Cc Và Th ng

− B cm bin tích cc (có ngun) hot ng nh mt ngun áp hoc
ngun dòng và biu din nh mt mng hai ca có ngun.
− B cm bin th ng (không ngun) là b cm bin c biu din
bng mng hai ca không ngun có tr kháng ph thuc kích thích
*) Các hiu ng vt lý dùng trong các b cm bin tích cc:
1.
Hiu ng cm ng in t :
-
Khi mt thanh dn chuyn ng trong t trng s xut hin trên ó mt
sc in ng t l vi bin thiên t thông. Ngha là t l tc  chuyn ng
ca thanh dn.
-
ng dng : xác nh vn tc chuyn ng ca vt.
Cảm ứng là cơ sở lý luận cho các thiết bị điện từ như động cơ điện, máy phát
điện…
ĐH Bách Khoa Hà Nội

10
2.
Hiu ng nhit in (cp nhit) :
-
Hiu ng nhit in là hin tng xy ra khi 2 dây dn có bn cht hóa
hc khác nhau c hàn kín, s xut hin mt sc in ng t l vi nhit 
mi hàn

Hình 2


-
Hiu ng này thng c s dng  o nhit .
-
Ngc li khi cho dòng in chy t cht có bn cht hóa hc khác nhau
s to ra nhng chênh lch nhit .



3.
Hiu ng ha in :
-
Mt s tinh th c gi là tinh th hóa in có tính cht phân cc in
t phát ph thuc nhit , s lng in tích trái du ph thuc s phân cc
in.


Hình 3
-
Thng dùng  o thông lng bc x quang.
4.
Hiu ng áp in :
-
Khi tác ng ng sut c lên b mt ca vt liu áp in (thch anh,
mui xec-nhét) thì làm vt liu ó bin dng và xut hin các in tích bng
nhau và trái du. Thông qua in áp ó xác nh c lc F tác dng.
φ
u

φ

mV
T
ĐH Bách Khoa Hà Nội

11


Hình 4


5.
Hiu ng quang in :
-
Có nhiu dng bin i khác nhau nhng cùng chung bn cht, ó là vic
gii phóng các ht dn t do trong vt liu di tác dng bc x quang.
-
S dng  ch to các cm bin quang.
6.
Hiu ng quang in t :




Hình 6.1


- Khi tác ng mt t trng vuông góc bc x ánh sáng. Trong vt liu bán
dn c chiu sáng, s xut hin mt hiu in th theo phng vuông góc

vi t trng.








φ
A
I
U
t
I
φ

u f
ĐH Bách Khoa Hà Nội

12

Hình 6.2

- Dùng trong các b cm bin o các i lng quang bin i tín hiu
quang thành tín hiu in.
7.
Hiu ng Hall
-
Trong vt liu bán dn có các dòng I chy qua t trong t trng B có
phng to thành góc
θ vi I, s xut hin in áp U
H
theo hng vuông góc
vi mt phng (B, I).
U
H
= k.B.I.sin θ
k - h s ph thuc vt liu và kích thc mu


Hình 7

I
U
t
+
-
B
B
I
R
a
φ

U
t
ĐH Bách Khoa Hà Nội

13






§4. Mch Giao Din Ca Các B Cm Bin

1.
Các c tính u vào ca các mch giao din :
-
áp ng các b cm bin thng là bin phù hp vi ti v in áp, công

sut… Vì vy cn có mch giao din gia các b cm bin vi ti. Ngoài ra
 phi hp vi u ra ca b cm bin và u vào h thng x lý d liu ta
phi s dng mch giao din. Mch giao din có tác dng chun hóa tín hiu

o lng.


-
Tng tr vào mch giao din :
.
.
I
U
Z = (nhìn t ca vào ca mch giao din)
-
Mch giao din c xây dng trên c s s dng các b khuch i
thut toán. ó là các b khuch i mt chiu có h s khuch i rt ln và
tng tr vào rt ln.
2.
c im các b khuch i thut toán :


Hình 1

U
ra
= A
o
.U
vào

-
2 u vào : o hoc không o
-
R
v
rt ln
-
R
ra
rt nh
-
U
v
rt nh
-
Di tn làm vic rt nh

3.
B khuch i o lng :
-
Tác dng : dùng tng cng tín hiu o gm 2 u vào và 1 u ra.
U
vào
+
-
U
ra
B cm
bin

Mch giao
di

n
Ti
KT
tín hiu o
ĐH Bách Khoa Hà Nội

14




Hình 2


U.A)UU(AU
ra
∆
=
−
=
−+

2
3
a
R
R

.
R
R2
1A
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+= : h s khuch i
4.
Mch kh in áp lch :
-
in áp lch in áp bên trong to ra in áp phân cc  u vào ca
khuch i thut toán. Do ó c bin i  u ra gây sai s.



Hình 3
-
 chnh U
lch
ta iu chnh in tr R
3
, khi U
v
thì U

r
= 0 ( 2 u ni t)
ĐH Bách Khoa Hà Nội

15
5.
Mch lp in áp :
-
Có b khuch i thut toán c s dng làm b lp li in áp chính
xác.  làm vic này b khuch i thut toán phi làm vic  ch  không
o, k =1.
-
Chc nng : làm bin i in tr u vào. Do ó mch này thng c
dùng  ghép ni gia hai khâu.


Hình 4
6.
Ngun in áp chính xác :
-
 chun các dng c o ta phi s dng in áp chun. Ngi ta phi
dùng pin weston ó là pin mu to in áp chính xác U = 0,018 V. Do nh
hng in tr trong pin gây ra s không chính xác. Do ó ta dùng s  nh
sau :


Hình 5

ĐH Bách Khoa Hà Nội

16

S  này là s kt hp 2 s  kh in áp lch và lp li in áp.
7.
Mch cu :




Hình 7

Khi cu cân bng V
a
= V
b
: R
1
.R
4
= R
2
.R
3
. Lúc này  nhy ca cu là
ln nht.
Khi R
1
>>R
2
hoc ngc li thì in áp trên cu gim. Khi ó  nhy

ca cu b nh hng.
)R1.(RR
4
∆
+
=

R
U
.
b
1
K
2
+
=α
vi
2
1
R
R
K =
(  nhy )


8.
Bù nhit  ca cu in tr :
-
Do nh hng ca nhit  : in tr R bin thiên. in áp ra ca cu
bin thiên và gây sai s. Vì vy ta phi bù nhit  ca cu in tr.

-
Các phng pháp bù nhit  :
+ S dng nhit in tr (hình a)
+ S dng in tr c nh (hình b)
+ S dng ngun áp khng ch theo nhit  (ngun dòng)
+ S dng 4 in tr nhit.





ĐH Bách Khoa Hà Nội

17


Hình 8a Hình 8b





Hình8c

ĐH Bách Khoa Hà Nội

18
Chng 2 – CÁC B CM BIN

§1. Cm Bin Quang in

Cm bin quang in là các linh kin quang in bin i trng thái in
khi có ánh sáng thích hp tác ng vào b mt ca nó.
Tín hiu vào là ánh sáng, tín hiu ra tín hiu in.
1.
Tính cht c bn ca ánh sáng :
-
Ánh sáng có 2 tính cht c bn là tính sóng và tính ht.
-
Dng sóng ca ánh sáng là sóng in t c lan truyn trong chân
không vi vn tc rt ln (3.10
8
m/s)
+ Ánh sáng có tính cht sóng nên khi dòng ánh sáng xuyên qua 1 cht
nào ó có th b hp th hoc tán x làm cho cng  tia sáng gim.
+ Ánh sáng có tính cht ht : th hin qua s tng tác vi vt cht, ánh
sáng gm các ht photon có nng lng rt nh. Do trong vt cht các
in t có xu hng gii phóng khi phân t thành các in t t do nên
cn cp cho nó mt nng lng  ln  thoát khi lc liên kt. Khi 1

photon c hp th s có 1 in t c gii phóng gây nên hin tng
gii phóng in t. Hin tng gii phóng in tích di tác dng ca
ánh sáng do hiu ng quang in gây nên. ó là ni dung c bn ca các
nh lut quang in.
2.
Ngun sáng : 3 dng
-
èn si t : là mt bóng thy tinh cha khí him và si t bng
vonfram.
+ u im : thông lng ln, di ph tn rng và có th bin i c
+ Nhc im : quán tính ln, tui th thp
-
èn LED (iot phát quang) : ây là ngun sáng bán dn, nng lng
c gii phóng do s tái hp in t, l trng  vùng chuyn tip p-n làm
phát sinh các photon.
+ u im : quán tính nh, có kh nng iu bin tn s cao,  tin cy
cao, tui th cao
+ Nhc im : thông lng nh, d nhy vi nhit .
-
Lazer : là ngun sáng n sc có  chói ln rt nh hng và tính liên
kt mnh. Da trên hin tng khuch i ánh sáng bng bc x kích thích.
+ u im : Bc sóng n sc hoàn toàn xác nh. Thông lng ln,
chùm tia mnh,  nh hng cao và truyn i xa.
3.
T bào quang dn :
-
T bào quang in là mt quang in tr có cu to gm 1 khi bán dn
c t trong mt ng thy tinh.

ĐH Bách Khoa Hà Nội

19


Hình 3



-
Nguyên lý làm vic : da vào hin tng gii phóng ht mang in trong
vt liu bán dn di tác dng ca ánh sáng. Kh nng dn in ca vt liu
bán dn tng.
-
Có  nhy cao.
-
Vt liu ch to là các bán dn a tinh th ng nht.
4.
Photo diot :


Hình 4
U
d
= 0 → I
ht
= 0
Khi U

d
 0 thì I
ht
ca ht c bn gim
I
ht
ht dn không c bn tng chính I
r
= I
o

Khi chiu ánh sáng có bc sóng λ < λ
o
(bc sóng ngng) thì xut hin các
cp in t - l trng di tác dng ca in trng u, di chuyn theo
hng chuyn ng ca các ht không c bn làm cho dòng ngc I
r
tng,
dn n U
Rm
tng. T ó xác nh c quang thông φ
Φ
I
r
R
m
U
d
ĐH Bách Khoa Hà Nội

20
5.
Photo tranzitor :
-
tranzitor : có cc baz c chiu sáng và không có in áp dt trên ó.



Hình 5a Hình 5b
-
Có th coi là mt t hp ca 1 photo diot và 1 tranzitor.


§2. Cm Bin Phát X
Cm bin phát x là s bin i tín hiu quang thành tín hiu in c
thc hin nh hin tng phát x quang in. S in t phát x khi b mt
không t l vi quang thông chiu vào nó.
1.
T bào quang in chân không :


Hình 1a
- Cu to : gm 1 bóng thy tinh c hút chân không có t anot và
catot. ( p = 10
-6
÷ 10
-8
mmHg )

ĐH Bách Khoa Hà Nội

21


Hình 1b Hình 1c


- Nguyên lý : di tác dng ca ánh sáng chiu vào b mt kim loi làm
cho các in t t do ca kim loi c gii phóng to nên dòng I
a.
Dòng này
ph thuc thông lng ánh sáng.
2.
T bào quang in cht khí :
-
Cu to : ging t bào quang in chân không ch khác bên trong có khí
tr (Acgông)
-
Nguyên lý : di tác dng ca U
AC
ln các in t chuyn ng mnh
trong cht khí. Chúng va chm vào các phân t khí gây nên ion hóa cht khí
làm cho dòng I
a
tng.
3.
ng dng ca cm bin quang in :
-
Thng c s dng khi mt khóa chuyn mch dùng  óng ngt
mch in

0,1lm
0,05lm
0,02 lm
1
2
4
I
a
U
ac
(
mV
)

φ
A
I
E
R
n
Led
Φ

E
ĐH Bách Khoa Hà Nội

22
-

Trng thái làm vic ca m bin ph thuc quang thông èn LED gi
ti.


ĐH Bách Khoa Hà Nội

23
§3. Cm Bin Nhit 

-
 o nhit  trong h thng t ng có nhiu bin pháp khác nhau.
Trên c s ó ngi ta s dng các b cm bin nhit  vi nguyên lý làm
vic khác nhau. VD : nhit in tr, nhit ngu, quang…
1.
Thang o nhit  :
c xác nh t các nh lut nhit ng
a.
Thang nhit  nhit ng tuyt i : Thang Kenvin (
0
K) là nhit 
cân bng ca im cân bng 3 trng thái nc, nc á và hi.
b.
Thang Celcius : thang nhit  bách phân (
0
C)
15.273)C(t)K(T
00
+=

c.

Thang Farenheit :
[
]
32)C(T.
5
9
)F(T
2
5
.32)C(T)C(T
00
00
+=
−=

2.
Cm bin nhit in tr :
-
Cm bin nhit in tr là cm bin có in tr bin i theo nhit 
-
Kim loi in tr bin i theo nhit , th hin qua  (h s nhit in
tr)
-
Phân loi : 3 loi
+ Cm bin nhit in tr kim loi
+ Cm bin nhit in tr bán dn
+ Nhit in tr
a.
Cm bin nhit in tr kim loi
Có 2 loi :

-
Dây kim loi : gm mt si dây kim loi c dán trên bìa cách in.
Vt liu thng dùng là Pt, Ni, W, Cu.
Khong nhit  o c : Pt (200
0
C ÷ 1200
0
C)
Ni (-190
0
C ÷ 250
0
C)
Cu (-50
0
C ÷ 180
0
C)
)1(RR
0
αθ+=
θ
khi nhit   tng thì dn n R tng theo. Qua
R o c ta xác nh c nhit  qua công thc trên.
 cm bin có  nhy cao ta phi chn kim loi có in tr sut ()
ln
q
l
.R ρ=
khi R tng thì l tng, q gim

in tr R càng ln thì  nhy càng cao và di o càng hp.
-
Màng mng : dùng  o nhit d trên b mt vt rn. Khi o ngi ta
dán màng mng lên b mt vt cn o (mng c µm)



ĐH Bách Khoa Hà Nội

24
b.
Cm bin nhit in tr silic (bán dn)
-
Các vt liu bán dn rt nhy cm vi nhit . Do ó ngi ta dùng vt
liu bán dn  ch to cm bin o nhit .
-
Silic tinh khit có h s nhit in tr  < 0, nhng khi c tác ng 
mt di nhit  nào ó thì  > 0
 < 200
0
C thì  > 0
 > 200
0
C thì  < 0
[
]
2
000T
)TT(B)TT(A1RR −+−+=
Trong ó : R

0
, T
0
là in tr, nhit   im chun (0
0
K)
A = 0,007874 (K
-1
)
B = 1,874.10
5
(K
-2
)
c.
Nhit in tr :
-
c ch to t các hn hp bán dn oxit dng tinh th. Các hn hp
này  dng bt vi t l nht nh sau ó c nén nh dng thiêu kt 
1000
0
C.
-
So vi các loi cm bin khác thì loi này có  nhy cao nht gp hàng
chc ln so vi cm bin nhit in tr kim loi.
- Gm 2 loi :
+ cm bin nhit in tr có  > 0
+ cm bin nhit in tr có  < 0
3.
Cm bin cp nhit ngu

a.
Cu to : gm 2 dây kim loi có bn cht hóa hc khác nhau c hàn
kín vi nhau.
b.
Nguyên lý làm vic : da vào hiu ng nhit in, c hình thành t 2
c s là hiu ng Thomson và hiu ng Seebek.
-
Hiu ng Thomson : nu trong dây dn có 2 im nhit  khác nhau thì
gia chúng có hiu in th hay sc in ng s, ch ph thuc bn cht vt
dn và nhit  ca 2 im.
-
Hiu ng Seebek : nu mch in là 2 vt dn khác nhau c ni kín ti
2 im và gi  2 nhit  t
1
,t
2
. Chúng to thành 1 cp nhit in, khi t
1
 t
2

các in tích khuch tán sang nhau và to nên 1 sc in ng. Do ó trong
mch có dòng in i.
Khi t
1
= t
2
thì )t(e)t(e0)t(e)t(eE
2BA1AB2BA1ABAB
−

=
⇒
=
+
=
Khi
21
tt ≠
thì
)t(e)t(e)t(e)t(e)t(E
2AB1AB2BA1ABAB
−
=
+
=

Nu
consttt
02
==
:
)t(fC)t(e)t(E
ABAB
=
−
=
vi
)t(eC
0AB
=

Nh vy bng cách o sc in ng nhit E, ta xác nh c nhit  ca
vt cn o.
- S  u dây : 1 - Mi hàn làm vic ; 2-3 Mi hàn t do ;

ĐH Bách Khoa Hà Nội

25


c – dây dn
Hình 3a




Hình 1b




1 - Mi hàn làm vic ; 2 Mi hàn t do ; 3 – 4 Mi hàn trung hòa ;
c – dây dn

c.
o nhit  bng bán dn diode, tranzitor :
- Dùng diode :

mV
C
3 B
2 A
1
t
0
t
0
mV
A
t
0
1

t

4
3
2

B
C
C