Hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ lò sấy gỗ công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
BÀI TẬP LỚN
MÔN
ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN
Báo cáo đề tài :“ Hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ lò sấy gỗ
công nghiệp”
Nhóm thực hiện đề tài:
Nhóm 1:
Giáo viên hướng dẫn:
Th.s:Nguyễn Thu Hà
MỤC LỤC
Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THIẾT KẾ
Chương 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN
I. Yêu cầu đề bài
II. Hướng giải quyết
III. Sơ đồ khối hệ thống.
IV.) Cấu tạo của lò sấy gỗ công nghiệp
a) Hệ thống cách nhiệt:
b) Bộ tạo nhiệt và bộ điều nhiệt.
c) Bộ tạo ẩm và bộ điều ẩm.
d) Hệ thống thông gió và bộ điều gió.
e) Hệ thống đảo.
f) Bộ điều khiển và báo hiệu.
g) Bộ phận phụ trợ.
V. Các loại cảm biến nhiệt độ
VI. Lựa chọn cảm biến cần cho hệ thống.
VI.1 Vị trí dặt cảm biến trong mô hình lò sấy gỗ công nghiệp
VI.2: Tìm hiểu về cảm biến LM335 và cách lắp đặt
VI.2.1. Sơ đồ khối của mạch đo
1) Khối nguồn

2) Khối cảm biến đầu vào
3) Khối dồn kênh : MUX
4) Khối ADC và PSOC
5) Khối nút nhấn và cảnh báo
6) Khối hiện thị LCD
7) Khối RS232
VI.2.2 - Tính toán nhiệt độ đầu ra và sai số của hệ thống
1) Tính toán nhiệt độ
2) Đánh giá sai số
Chương 3: KẾT LUẬN
I Kết quả đạt được
II. Hạn chế, cách khắc phục khi thực hiện bản thiết kế
III Mở rộng đề tài
Chương 4:BÀI DỊCH TÀI LIỆU CẢM BIẾN
Chương 1:TỔNG QUAN HỆ THỐNG THIẾT KẾ
Lò sấy là lò sấy kiểu buồng, nằm ngang dùng không khí nóng để
sấy các máy biến áp vừa và nhỏ hoặc các động cơ điện.
Lò sấy được trang bị hệ thống điện động lực hiện đại, thiết
bị điều khiển tiên tiến đảm bảo điều khiển tự động các quá trình
công nghệ sấy hoặc bảo ôn với sai số điều khiển ±1% so với
nhiệt độ đặt
Ở đầu lò sấy có cửa để đưa sản phẩm cần sấy vào và ra khi hoàn
thành quá trình công nghệ sấy. Cửa được thiết kế đóng mở theo
phương pháp kéo lên, hạ xuống bằng hệ thống cáp treo. Hệ thống
cáp treo này được dẫn động bằng động cơ liền hộp số Nhằm mục
đích bảo vệ an toàn, trên mỗi động cơ kéo cửa đều trang bị phanh
từ. Trong khi đóng mở cửa nếu bị mất điện đột ngột, cửa sẽ ở vị trí
cố định mà không bị rơi xuống. Ở mỗi đầu hành trình của cửa có
gắn công tắc giới hạn, đảm bảo cửa chỉ đóng mở trong phạm vi
cho phép an toàn. Các động cơ hộp số kéo cửa được đặt trên nóc

lò với khung bệ chắc chắn.
Quạt thổi khí của mỗi lò được lắp đặt trên khung bệ chắc
chắn và có van để điều chỉnh lưu lượng cho thích hợp. Phần kết
nối ở mỗi đầu ra và vào của mỗi quạt đều có ống giảm rung nhằm
mục đích giảm tối thiểu sự rung động của quạt gió khi làm việc
với hệ thống.
Bộ gia nhiệt của lò sấy được cấu thành từ các thanh đốt
điện trở có vỏ bằng thép không gỉ, được cách điện để đảm bảo an
toàn. Để thuận tiện cho vận hành, sàn thao tác đều có cầu thang
lên xuống bằng thép.
Hệ thống ống dẫn không khí nóng được nối từ bộ gia nhiệt
theo hai đường ống nhánh phân phối cho hai bên thành lò và theo
các cửa thổi khí, phân phối khí nóng đều từ dưới lên. Phía trên
thành lò ở chính giữa là hệ thống ống thu khí tái tuần hoàn nối
vào tới miệng hút của quạt thổi khí.
Sàn lò sấy bảo ôn được gắn cố định 01 hệ thống đường ray
dẫn xe goòng ở giữa. Hệ thống ray này được kéo dài ra ngoài hai
đầu lò sấy một khoảng vừa đủ để bốc và xếp sản phẩm cần sấy.
Chương 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN
I. Yêu cầu đề bài
Các thông số về kích thước của lò:
+ Chiều rộng tác dụng của lò: 2m.
+ Chiều dài tác dụng của lò: 5m.
+ Chiều cao tác dụng của lò: 2m.
*Dải nhiệt độ sấy của lò trong quá trình sấy: dải nhiệt độ của lò trong quá trình
sấy: 10
0
C- 60
0
C với sai số +-1

0
C.
Tìm hiểu, phân tích và xây dựng hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ lò sấy gỗ
công nghiệp
II. Hướng giải quyết
Để làm bay hơi hoàn toàn 1Kg cần cung cấp lượng nhiệt 539Kcal. Để sấy khô 1Kg
sản phẩm có độ ẩm 6% thì cần cung cấp nhiệt lượng 32,34Kcal. Trong 1h có
6.361,2Kg vật sấy đi vào lò sấy, để sấy khô chúng ta cần cung cấp nhiệt lượng
205.721Kcal.
Thông thường hiệu suất của lò sấy chính là công suất của buồng phát
nhiệt.Theo dự kiến nhiệt độ buồng phát nhiệt là 100
0
C, trong khi đó nhiệt độ tác
nhân sấy theo yêu cầu công nghệ là 60
0
C. Do đó để có được nhiệt độ tác nhân sấy
theo yêu cầu đặt ra thì phải cung cấp một lượng không khí có nhiệt độ bằng nhiệt
độ của môi trường (20
0
C ) phù hợp nào đó để hoà trộn vói nhiệt độ buồng phát
nhiệt. Theo số liệu người ta đã tính được thì cần phải cung cấp một lượng không
khí là 2000m
3
/ h.
Để tạo ra một lò sấy phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
- Bảo đảm nhiệt độ thích hợp và tương đối ổn định theo từng giai đoạn yêu cầu của
sản phẩm .
- Bảo đảm độ ẩm thích hợp và tương đối ổn định theo từng giai đoạn yêu cầu của
sản phẩm .
- Bảo đảm lượng nhiệt được đưa vào liên tục và tuần hoàn vào lò sấy.

- Bảo đảm đảo sản phẩm thường xuyên được đưa vào(1-3 h 1lần
III.Sơ đồ khối hệ thống.
IV.) Cấu tạo của lò sấy gỗ công nghiệp
a) Hệ thống cách nhiệt:
-Muốn cho lò sấy ít bị dao động nhiệt thi việc làm vỏ lò là quan trọng.Lớp cách
nhiệt càng dày thì càng ổn định,ít tốn chất đốt và ít phải điều chỉnh.Ngoài ra trong
lớp cách nhiệt đó còn có cả than hoạt tinh để khử độc và còn có cả lỗ thông hơi để
dẫn không khí vào lò sấy.Trong lò còn có quạt để lưu thông luồng khí nóng
chuyển lưu tuần hoàn trong lò sấy.
b) Bộ tạo nhiệt và bộ điều nhiệt.
*)Bộ tạo nhiêt.
-Buồng nhiệt có chức năng phối trộn không khí với chất đốt để đảm bảo khi đốt
nhiên liệu cháy hết .
-Nếu không dùng cách trên, ta có thể dùng dây meso được đặt trong buồng sấy để
tạo nhiêt.
*)Bộ điều nhiệt.
-Quạt VP làm việc theo kiểu ngược dòng, hệ đường ống chính được chia làm hai
đường ống tách rời hoặc chỉ dùng để chuyển lưu không khí (đối với loại dùng dây
meso).
- Là hệ thống cảm biến nhiệt và các linh kiện được cài đặt 2 chiều theo ý muốn
trong 1 thời gian ấn định.
- Bộ vi điều khiển là hệ thống cảm biến kết hợp với bán dẫn để giám sát , nhận và
xử lý các thông số kỹ thuật khi bộ cảm biến báo về.
c) Bộ tạo ẩm và bộ điều ẩm.
Vung nước qua cánh quạt trong máy, nước từ bình chứa đặt cao hay từ mạng
ống cung cấp chung của trại, qua van nước, ống dẫn vào bầu, để rồi theo ống dẫn
hàn dọc các cánh quạt gió mà vung ra xung quanh, xuyên qua các lỗ nhỏ của vành
lưới thép bao xung quanh, sẽ tạo thành lớp sương mù gây ẩm trong máy.
- Bộ điều ẩm thường gồm một bộ cảm biến ẩm đặt trong máy để tác động vào bộ
phận ngắt van nước để đóng ngắt dòng chảy vào máy, khi độ ẩm thấp hay cao quá

mức qui định.
d) Hệ thống thông gió và bộ điều gió.
Bộ thông gió ở các lò sấy đều là quạt hướng trục, lắp ở giữa thành sau bên trong
máy. Cửa hút gió được bố trí gần trục quạt có nắp điều gió, điều chỉnh độ mở bằng
tay. Cửa thoát gió thường bố trí trên nóc máy hay ở thành trước máy, có nắp điều
gió.
e) Hệ thống đảo.
- Động cơ điện quay: dùng cho mọi kiểu giàn quay, thường gồm động cơ điện, bộ
giảm tốc, bộ truyền động và cụm tiếp điểm cuối.
f) Bộ điều khiển và báo hiệu.
Thường bao gồm: những bộ khởi động từ, những cụm tiếp điểm tổng, những
rơle điện từ, cầu chì, nút bấm, cụm đầu nối điện, chuông đèn báo hiệu.
g) Bộ phận phụ trợ.
-Máy sấy công nghiệp còn có những bộ phận phụ trợ như: giàn chuyển sản phẩm,
bộ bánh xe chuyển giàn, bàn chuyển sản phẩm, thang.
V. Các loại cảm biến nhiệt độ
1. Cặp nhiệt điện (Thermocouple)

- Cấu tạo: Gồm 2 chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính một đầu.
- Nguyên lý: Nhiệt độ thay đổi cho ra sức điện động thay đổi ( mV).
- Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao.
- Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số. Độ nhạy không cao.
- Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắt nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,…
- Dải đo: -100 ~ 1400
o
C
- Ứng dụng: sản xuất công nghiệp, luyện kim, giáo dục hay gia công vật liệu…
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại Cặp nhiệt điện khác nhau (E, J, K, R, S,
T…) đó là vì mỗi loại Cặp nhiệt điện đó được cấu tạo bởi 1 chất liệu khác nhau, từ
đó sức điện động tạo ra cũng khác nhau dẫn đến dải đo cũng khác nhau. Người sử

dụng cần chú ý điều này để có thể lựa chọn loại Cặp nhiệt điện phù hợp với yêu
cầu của mình.
+ Đồng thời khi lắp đặt sử dụng loại Cặp nhiệt điện thì cần chú ý tới những
điểmsau đây:
- Dây nối từ đầu đo đến bộ điều khiển càng ngắn càng tốt (vì tín hiệu truyền đi
dưới dạng điện áp mV nên nếu dây dài sẽ dẫn đến sai số nhiều).
- Thực hiện việc cài đặt giá trị bù nhiệt (Offset) để bù lại tổn thất mất mát trên
đường dây. Giá trị Offset lớn hay nhỏ tùy thuộc vào độ dài, chất liệu dây và môi
trường lắp đặt.
- Không để các đầu dây nối của Cặp nhiệt điện tiếp xúc với môi trường cần đo.
- Đấu nối đúng chiều âm, dương cho Cặp nhiệt điện.
2. Nhiệt điện trở (Resitance temperature detector –RTD).
- Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được
quấn tùy theo hình dáng của đầu đo.
- Nguyên lí hoạt động: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa hai đầu dây kim loại này
sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong một khoảng nhiệt độ
nhất định.
- Ưu điểm: độ chính xác cao hơn Cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn, chiều dài dây
không hạn chế.
- Khuyết điểm: Dải đo bé hơn Cặp nhiệt điện, giá thành cao hơn Cặp nhiệt điện
- Dải đo: -200~700
o
C
- Ứng dụng: Trong các ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi trường hay gia
công vật liệu, hóa chất…
Hiện nay phổ biến nhất của RTD là loại cảm biến Pt, được làm từ Platinum.
Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo được dài.
Thường có các loại: 100, 200, 500, 1000 ohm (khi ở 0
o
C). Điện trở càng cao thì

độ nhạy nhiệt càng cao.
- RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây. Loại 4 dây cho kết quả đo chính xác
nhất.
3. Điện trở oxit kim loại (Thermistor)
- Cấu tạo: Làm từ hổn hợp các oxid kim loại: mangan, nickel, cobalt,…
- Nguyên lý: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi.
- Ưu điểm: Bền, rẽ tiền, dễ chế tạo.
- Khuyết điểm: Dãy tuyến tính hẹp.
- Dải đo: 50
o
- Ứng dụng: Làm các chức năng bảo vệ, ép vào cuộn dây động cơ, mạch điện tử.
- Có hai loại thermistor: Hệ số nhiệt dương PTC- điện trở tăng theo nhiệt độ; Hệ số
nhiệt âm NTC – điện trở giảm theo nhiệt độ. Thường dùng nhất là loại NTC .
4. Cảm biến nhiệt bán dẫn


- Cấu tạo: Làm từ các loại chất bán dẫn.
- Nguyên lý: Sự phân cực của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
- Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn giản.
- Khuyết điểm: Không chịu nhiệt độ cao, kém bền.
- Dải đo: -50 ~ 150
o
C
- Ứng dụng: Đo nhiệt độ không khí, dùng trong các thiết bị đo, bảo vệ các mạch
điện tử.
- Các loại cảm biến nhiệt bán dẫn điển hình: kiểu diod, các kiểu IC LM35, LM335,
LM45
5. Nhiệt kế bức xạ (Hay hỏa kế)
- Cấu tạo: Làm từ mạch điện tử, quang học.
- Nguyên lý: Đo tính chất bức xạ năng lượng của môi trường mang nhiệt.

- Ưu điểm: Dùng trong môi trường khắc nghiệt, không cần tiếp xúc với môi trường
đo.
- Khuyết điểm: Độ chính xác không cao, đắt tiền.
- Ứng dụng: Làm các thiết bị đo cho lò nung.
- Dải đo: -97 ~ 1800
o
C
Hỏa kế gồm có các loại: Hỏa kế bức xạ, hỏa kế cường độ sáng, hỏa kế màu sắc.
Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc các vật mang nhiệt sẽ có hiện tượng bức xạ
năng lượng. Và năng lượng bức xạ sẽ có một bước sóng nhất định. Hỏa kế sẽ thu
nhận bước sóng này và phân tích để cho ra nhiệt độ của vật cần đo
VI.Lựa chọn cảm biến cần cho hệ thống.
-Trên thị trường hiện nay có khá nhiều các loại cảm biến đo nhiệt độ như cảm biến
dòng LM( LM35, LM335,…) hay cảm biến thông minh dòng DS1820
- Dùng cảm biến nhiệt độ LM35 kết hợp với AT89S52 và IC biến đổi A/D và hiển
thị bằng LED 7 thanh đo được nhiệt độ từ -55
0
C đến +150
0
C, dùng LM34C và
16F88 thuộc vi điều khiển PIC dùng ngôn ngữ lập trình BASIC hiển thị nhiệt độ
bằng LCD, chỉ đo được nhiệt độ từ -55
0
C đến +125
0
C. Nói chung những loại cảm
biến họ LM so với họ DS thì độ chính xác không cao và tốc độ truyền tín hiệu
chậm 2
0
C đến 150

0
C với tần số từ 20-1500Hz nhưng giá thành chế tạo rẻ. còn ở
loại cảm biến họ DS độ chính xác rất cao do tín hiệu được truyền có độ phân giải
lên đến 12Bit trong 750ms. Ở loại cảm biến này có tích hợp ROM 64Bit, bộ nhớ
Logic, mạch ổn định tín hiệu đầu ra. Chính vì vậy mà nó khắc phục những nhược
điểm của cảm biến họ LM. So với những loại nhiệt kế dùng họ vi điều khiển 8051
và PIC thì nhiệt kế dùng vi điều khiển ATMEGA16L thuộc họ vi điều khiển AVR
có nhiều ưu điểm hơn, so với vi điều khiển PIC lập trình bằng ngôn ngữ lập trình
BASIC thì dùng AVR lập trình bằng ngôn ngữ lập trình C do đó phần mềm sẽ
ngắn gọn hơn, còn so với 8051 thì tốc độ xử lý tín hiệu nhanh hơn không cần lắp
thêm bộ biến đổi A/D do ATMEGA16L đã tích hợp sẵn bộ biến đổi A/D và việc
lập trình sẽ đơn giản hơn. Cảm biến nhiệt độ LM335. Cảm biến này có dải nhiệt độ
-55
0
C tới +120
0
C, độ nhạy 0,02mV/1
0
C, sai số là trên dưới 0,5
0
C, giá thành rẻ từ 9-
12 nghìn, có thể thiết kế 1 hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ dễ dàng đơn giản khi
kết hợp với LM741 để khuếch đại cho mạch và dùng LED 7 để hiển thị, sai số của
mạch chỉ 1
0
C.
Ở lò sấy công nghiệp, chúng ta cần dùng cảm biến có thể đo ở dải nhiệt độ 10°C-
60°C và sai số thấp 1°C. Và chúng em nhận thấy cảm biến nhiệt độ LM335 có dải
nhiệt độ đo từ -55°C - 120°C chi phí thấp và có sai số trong khoảng cho phép là
cảm biến phù hợp với điều kiện yêu cầu.

VI.1 Vị trí dặt cảm biến trong mô hình lò sấy gỗ công
nghiệp
Cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ của môi trường nên nó sẽ được đặt bên trong môi
trường đó để có thể đo một cách chính xác nhất nhiệt độ của cả môi trường.
Trong lò sấy gỗ có rất nhiều chỗ để đặt cảm biến và chúng ta cần đặt ở những
điểm có thể khái quát rõ ràng nhất nhiệt độ của phòng.
Để đo chính xác dải nhiệt độ trong phòng chúng ta sẽ sử dụng 3 cảm biến nhiệt
độ LM335 được đặt ở các vị trí lần lượt là: 1 cảm biến trên trẩn của lò,2 cảm biến
còn lại lần lượt đặt đối diện 2 bên tường không có thiết bị gia nhiệt.
Thiết bị hiển thị và chuông báo sự cố nhiệt độ phòng sấy nên đặt bên ngoài cạnh
cửa lò để thuận tiện cho việc theo dõi.
Không nên đặt cảm biến gần thiết bị gia nhiệt vì như vậy thiết bị cảm biến có thể
bị hỏng do sức nóng của thiết bị gia nhiệt,cũng như cho sai lệch về kết quả đo.
VI.2:Tìm hiểu về cảm biến LM335 và cách lắp đặt
VI.2.1 Sơ đồ khối của mạch đo
Nhìn trên sơ đồ cấu trúc ta sẽ thấy được hệ thống đo của chúng ta gồm những
thành phần nào? Nó gồm những khối chính sau:
1) Khối nguồn
Đây là khối cung cấp nguồn cho toàn hệ thống mạch. Nguồn cung cấp ổn định 5V
thông qua 7805. Nguồn đầu vào là biến áp hạ áp 220VAC-12VAC được thông qua
chỉnh lưu. Chi tiết bạn xem trên mạch nguyên lý
2) Khối cảm biến đầu vào
gồm : Điểm 1 (LM35) ,Điểm 2 (LM35) ,Điểm 3 (LM35)
Đây là những cảm biến để đo nhiệt độ môi trường sử dụng LM35. Các đầu ra của
cảm biến được đưa vào bộ MUX. Các đặc điểm chung của cảm biến nhiệt độ
LM35 như sau
+ Chân 1 : Chân nguồn đầu vào Vcc
+ Chân 2 : Chân đầu ra Vout
+ Chân 3 : Chân nối GND
Cảm biến LM35 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 4V đến 30V
+ Độ phân giải điện áp đầu ra là 10mV/ᵒC
+ Độ chính xác cao ở 25 C là 0.5 C
+ Trở kháng đầu ra thấp 0.1 cho 1mA tải
Dải nhiệt độ đo được của LM35 là từ -55 ᵒC - 150 ᵒC với các mức điện áp ra khác
nhau. Xét một số mức điện áp sau :
- Nhiệt độ -55 ᵒC điện áp đầu ra -550mV
- Nhiệt độ 25 ᵒC điện áp đầu ra 250mV
- Nhiệt độ 150 ᵒC điện áp đầu ra 1500mV
Tùy theo cách mắc của LM35 để ta đo các giải nhiệt độ phù hợp. Đối với hệ thống
này thì đo từ 10ᵒC đến 60ᵒC.
3) Khối dồn kênh : MUX
Đây là khối dồn kênh khối này dùng để dồn các tín hiệu từ cảm biến về (3 điểm).
Dồn kênh sử dụng CD4051 có 8 kênh đầu vào và 1 kênh đầu ra thông qua 3 chân
điều khiển. Đầu ra của bộ dồn kênh được nối với bộ ADC
4) Khối ADC và PSOC
Đây là hai khối nằm trong PSoc CY8C29466. ADC là khối dùng để chuyển đổi tín
hiệu tương tự sang tín hiệu số. Tín hiệu từ LM335 đưa về bộ MUX sau đó qua bộ
ADC trong PSoc sau đó chuyển đổi thành tín hiệu số từ đó suy ra được nhiệt độ là
bao nhiêu?
Vi xử lý Psoc với ưu điểm có khả năng đặt cấu hình mạnh mẽ, người sử dụng sẽ có
được những thiết bị điều khiển, thiết bị đo có giá rẻ, kích thước nhỏ gọn và sản
phẩm PSoC của ho sẽ thay thế được hầu hết các thiết bị dựa trên vi xử lý hoặc vi
điều khiển đã có từ trước đến nay .
5) Khối nút nhấn và cảnh báo
Nút nhấn dùng để điều khiển nhiệt độ cảnh báo thông qua 3 nút. Còn khối cảnh
báo thì cảnh báo nhiệt độ được thông qua còi chip

6) Khối hiện thị LCD
Đây là khối hiện thị thông số của kết quả đo được. Nhiệt độ ở 3 điểm được hiện thị
trực tiếp lên LCD 20x4 và nhiệt độ cảnh báo. Việc sử dụng hiện thị LCD sẽ đơn
giản hơn và tốn ít tài nguyên của vi xử lý đồng thời dễ điều khiển hiện thị
7) Khối RS232
Đây là khối dùng để giao tiếp với máy tính thông qua chuẩn truyền thông RS232.
Các thông số của mạch đo có thể hiện thị lên máy tính thông qua phần mền giao
diện đồng thời cũng điều khiển từ máy tính.
Việc ghép nối truyền thông qua máy tính dùng RS232 đã khá hữu ích trong việc
quan sát thông số của thiết bị trên máy tính và điều khiển từ máy tính. Nên truyền
thông qua RS232 được sử dụng trong bài toán này.
Ghép nối qua cổng nối tiếp RS232 là trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi
nhất để ghép nối các thiết bị ngoại vi với máy tính.
VI.2.2 - Tính toán nhiệt độ đầu ra và sai số của hệ thống
1) Tính toán nhiệt độ
LM335 là cảm biến nhiệt độ , với nhiệt độ đầu ra là 10mV/K
Sử dụng bộ biến đổi ADC_10bit :
+ có giá trị lớn nhất là 1024
+ với V = V = 5V
+ Bước thay đổi là : (Của Dspic và Psoc)n = 5/1024 = 4.9 (mV) (Dspic)
n1 = 5/2047 = 2.44(mV) (Psoc)
Nên tại ở 0 C hay 273K thì điện áp đầu ra LM335 có giá trị là 2.73V
Nên tại ở 100 C hay 373K thì điện áp đầu ra của LM335 có giá trị là :
373.10mV/K = 3.73V. Như vậy giải điện áp đầu vào sẽ là (2.73 đến 3.73V)
Tính toán được giá trị ADC đọc được từ Lm335.
+ V_in = 2.73V => ADC_value = (2047/5)*2.73 = 1118 (Psoc)
+ V_in = 3.73 => ADC_value = (2047/5)*3.73 = 1527 (Psoc)
Mặt khác do ADC_value = 1 cho ra điện áp tương ứng là 2.44mV (Psoc). Trong
khi đó LM335 cho ra điện áp là 10mV/K. Nên do đó để ADC _value thay đổi
trong 1 đơn vị thì nhiệt độ phải thay đổi là : (4.9mV/10mV/K) = 0.5K (dspic) và

(2.44mV/10mV/K) = 0.244K (Psoc)
Như vậy ta có công thức tính đầy đủ ra độ C tương ứng cho Psoc
t = (ADC_value - 1118) * (2.44mV/10mV) = (ADC_value - 1118) * 0.24
2) Đánh giá sai số
Sai số của bộ vi xử lí do:
-Sai số hệ thống: do hiểu biết sai lệch hoặc không đầu tư cho hệ thống đo, hay do
điều kiện sử dụng không tốt như: sai số do đặc tính của cảm biến, do các đại lượng
chuẩn không đúng, hay xử lí kết quả đo chưa tốt.
-Sai số ngẫu nhiên: không thể xác định do yếu tố khách quan.
-Bộ phận nguồn có thể cung cấp không đều hay sụt áp.
-Sai số thiết bị 1%
-Mạch đo xó thể bị ảnh hưởng bởi điện trở, tụ điện có thể gây sai số nhỏ
-ADC gây sai số 1 bước lượng tử nên sai số là 1:2^8=0,39%
Sai số tổng là:(λ1^2+λ2^2)^1 /2 =1,07%
Chương 3: KẾT LUẬN
I.Kết quả đạt được
-Mạch đo và cảm biến
-Phần hiển thị trên máy tính
II. Hạn chế, cách khắc phục khi thực hiện bản thiết kế
1.Khi thực hiện bản thiết kế này chúng em gặp khá nhiều vấn đề về kiến thức
cũng như kinh nghiệm thực tế, các thông tin đa sô là tìm kiếm trên mạng, trên các
trang diễn đàn, cũng như một số sách giáo trình về đo lường cảm biến.Chính vì
vậy những thông tin chúng em thu thập có thể bị sai lệch do nhiều nguồn trên
mạng không rõ nguồn gốc nên có gì sai lệch mong thầy cô thông cảm.
2. Tín hiệu đưa về từ cảm biến là tín hiệu tương tự mà vi xử lý của chúng ta không
xử lý được tín hiệu này nên ta phải biến đổi nó sang dạng số để xử lý.
Từ giá trị số biến đổi từ đó chúng ta quy đổi ra được nhiệt độ tương ứng như cách
tính ở trên. Do có 3 tín hiệu tương tự đưa về nên ta phải xử lý 3 tín hiệu tương tự
này, trong mạch sử dụng con dồn kênh CD4051 nên do đó ở 1 thời điểm rất nhỏ
chúng ta chỉ có biến đổi được 1 kênh thôi và lưu kênh này vào 1 mảng dữ liệu, tiếp

theo ta quét tiếp đến các kênh còn lại và cũng lưu nó vào 1 mảng. Như vậy chúng
biến đổi được 3 kênh đầu vào mà chỉ dùng 1 bộ ADC. Từ đó chúng ta tính ra giá
trị nhiệt độ và hiên thị lên LCD.
III Mở rộng đề tài
Nhiệt độ là một yếu tố ảnh hưởng rất quan trọng đến đời sống hằng ngày của
chúng ta. Nhiệt độ chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Việc đo và
giám sát nhiệt độ đã trở nên rất quan trọng trong việc sử dụng nhiệt độ ví dụ như
trong lò nhiệt, phòng xử lý chất thải Trong nhiều trường hợp người ta cần xác
định đo nhiệt độ ở nhiều điểm trong một phòng, lò xử lý Việc xác định nhiệt độ
ở nhiều điểm dẫn tới người ta có phương án xử lý chính xác hơn.Trong phần ứng
dụng này chúng ta sẽ đưa ra một ứng dụng là đo nhiệt độ ở 3 điểm khác nhau sử
dụng LM35 và PSoc CY8C29466. Đối với ứng dụng này thì các chúng ta có thể
dùng nó như là một mạch đo để kiểm tra nhiệt độ ở mọi khu vực mà giải đo hỗ trợ.
Các tài liệu nghiên cứu và tham khảo cho đề tài:
1.Giáo trình đo lường điện và cảm biến đo lường - tác giả Nguyễn Văn Hòa(chủ
biên), Bùi Đăng Thảnh, Hoàng Sỹ Hồng. Nhà xuất bản giáo dục.
2. Giáo trình đo lường điện và cảm biến đo lường- tác giả Hà Văn Phương
3.Điện công tử suất – Nguyễn Bính.
4.
5.
Chương 4:BÀI DỊCH TÀI LIỆU CẢM BIẾN
THIẾT BỊ CẢM BIẾN
NHIỆT
John Fontes, kĩ sư ứng dụng cao cấp, Honeywell chiều điều khiển
Vì nhiệt độ có thể có ảnh hưởng đáng kể như vậy trên vật chất và tiến trình ở cấp
độ phân tử, nó là của tất cả biến số cảm thấy nhiều nhất.Nhiệt độ được định nghĩa
là cụ thể mức độ nóng hoặc lạnh khi tham chiếu với quy mô cụ thể. Nó cũng có thể
được định nghĩa là lượng của nhiệt năng trong vật thể hay hệ thống. Năng lượng
nhiệt là liên quan trực tiếp đến năng lượng phân tử ( rung, ma sát và dao động của
hạt trong phân tử ) : độ cao năng lượng nhiệt, lớn năng lượng phân tử.

Thiết bị cảm biến nhiệt phát hiện đổi đưa vào tham số vật lý như là sức cản hoặc
điện áp ra phù hợp với thay đổi nhiệt độ. Có hai kiểu cơ bản của cảm giác với
nhiệt độ:
Chiều nhiệt độ tiếp xúc yêu cầu cảm biến phải ở trực tiếp tiếp xúc thân thể với
phương tiện truyền thông đại chúng hoặc đồ vật được chiều. Nó có thể được dùng
để người giám sát vận hành kiểm chứng nhiệt độ của chất rắn, chất lỏng hoặc khí
ga trên vô cùng lớn các khoảng nhiệt độ.
Đo tiếp xúc không năng lượng bức xạ của nguồn nhiệt dưới dạng năng lượng phát
xạ đưa vào phần hồng ngoại của đặc tính kỹ thuật điện tử. Phương pháp có thể
được dùng để người giám sát vận hành kiểm chứng không phản xạ chất rắn và chất
lỏng nhưng không hiệu quả với khí ga vì tính trong suốt rung động riêng của họ
20.1Kiểu cảm biến và công nghệ
Thiết bị cảm biến nhiệt bao gồm ba bộ phận :thiết bị cơ- điện ,điện tử, lớp bảo vệ.
Chia ra theo các kiểu cảm biến được xây dựng và thường đo nhiệt độ và độ ẩm
Phần cơ điện
Kim loại bộ ổn nhiệt chính là những gì tên hàm ý : hai kim loại liên kết khác nhau
với nhau theo nhiệt và áp lực để tạo thành mảnh đơn của trang bị vật chất. Do sử
dụng bảng lương mở rộng khác của hai trang bị vật chất, nhiệt năng có thể biến đổi
thành chuyển động cơ điện.
Có hai cơ sở lưỡng kim bộ ổn nhiệt công nghệ học : tác dụng tức thời và loài vật
bò. thiết bị tác dụng tức thời sử dụng đĩa lưỡng kim dạng để cung cấp tức thời gần
thay đổi trạng thái ( mở để kín và kín để mở ). Phong cách loài vật bò sử dụng
mảnh lưỡng kim để một cách chậm chạp mở và kín tiếp xúc. mở tốc độ là định
bằng lưỡng kim chọn lọc và giá của thay đổi nhiệt độ của ứng dụng. Lưỡng kim bộ
ổn nhiệt cũng có hiệu lực đưa vào bản dịch điều chỉnh được. Do quay đinh vít, đổi
đưa vào hình học quỹ tích diễn ra đổi nhiệt độ.
Bóng đèn và bộ ổn nhiệt ống mao dẫn sử dụng tác dụng mao dẫn của giãn hoặc
hợp đồng chất lỏng để quyết định sự thành bại của tập hợp các tiếp xúc điện. Chất
lỏng là kết nang đưa vào ống thùng chứa có thể nằm 150 mm đến 2000 mm từ cầu
dao. Điều này cho phép cho nhiệt độ hoạt động hơi độ cao hơn hầu hết thiết bị cơ

điện học. Vì công nghệ học nâng luỹ thừa, tác động chuyển mạch của thiết bị này
là chậm so sánh với tác dụng tức thời thiết bị
Phần Điện tử
Cảm biến silic sử dụng quyền sở hữu điện trở khối của chất bán dẫn, chớ không
phải là nối liền của hai diện tích chất phụ gia ly khác nhau. Nhất là ở nhiệt độ thấp,
cảm biến silic cung cấp tăng tuyến tính đường kẻ gần đưa vào nhiệt độ đối với sức
cản hoặc hệ số nhiệt độ điều xác thực ( PTC ). Mạch tổ hợp - kiểu thiết bị có thể
cung cấp trực tiếp, số đo nhiệt độ số, cho nên không cần bộ chuyển mã tương tự
sang tín hiệu số.
Hồng ngoại ( IR ) phép đo nhiệt độ cao. Tất cả đồ vật phát xạ hồng ngoại năng
lượng cung cấp nhiệt độ của họ là bên trên zero tuyệt đối ( 0 Ken - vin ). Có tương
quan trực tiếp giữa năng lượng hồng ngoại phát xạ đồ vật và các nhiệt độ.
Cảm biến IR số đo năng lượng hồng ngoại phát xạ từ đồ vật đưa vào 4-20 micrôn
bước sóng và chuyển cách đọc thành điện áp. Công nghệ học IR điển hình sử dụng
Thấu kính để phần cô năng lượng bức xạ lên pin nhiệt điện. Công suất điện áp kết
quả là khuếch đại và có điều kiện để cung cấp số đo nhiệt độ.
Yếu tố làm ảnh hưởng đến độ chính xác của chiều IR là hệ số phản xạ ( khả
năng của số đo của trang bị vật chất để phản xạ năng lượng hồng ngoại ), ( khả
năng của số đo của trang bị vật chất để truyền hay lối đi năng lượng hồng ngoại ),
và độ phát xạ ( tỷ số của năng lượng phát xạ bằng đối tượng cho năng lượng phát
xạ bằng nguồn bức xạ hoàn hảo của mặt được đo lường ).
Đồ vật có độ phát xạ của 1.0 phát xạ ( hoặc hút ) 100% năng lượng hồng ngoại
áp dụng cho. ( Độ phát xạ của 1.0 được gọi là" vật thể đen" và không tồn tại đưa
vào thế giới thực ).
Cặp nhiệt được hình thành khi hai chất dẫn điện của kim loại khác nhau hoặc
hợp kim là chỗ nối ở một đầu của mạch điện. Cặp nhiệt không có phần tử nhạy, vì
thế họ là ít giới hạn hơn thiết bị nhiệt độ chống lại ( RTDs ) liên quan đến trang bị
vật chất sử dụng và có thể xử lý nhiệt độ độ cao nhiều. Thông thường, họ được dựa
trên dây dẫn không bọc và cách ly bằng bột bằng gốm hay dạng bằng gốm.
Tất cả cặp nhiệt độ có những gì được gọi là" nóng" ( hoặc đo ) nối liền và" lạnh"

( hoặc tham khảo ) nối liền. Một cuối của vật dẫn ( nối liền đo ) là phơi sáng đến
nhiệt độ quá trình, trong khi giới hạn khác là bảo dưỡng tại nhiệt độ tham khảo
biết. ( Xem hình 20.1.1 ). Đầu nối nguội vừa có thể nối liền tham khảo nó bảo
dưỡng lúc 0ᵒC ( 32 ᵒF ) hay ở mặt phân cách thước đo được bù bằng điện tử.
Khi giới hạn chịu chi phối bởi nhiệt độ khác, dòng sẽ dòng đưa vào dây cân
xứng với chênh lệch nhiệt độ của họ. Nhiệt độ ở nối liền đo được định bằng biết
loại cặp nhiệt độ sử dụng, đại lượng của thế milivôn, và nhiệt độ của nối liền tham
khảo
Cặp nhiệt độ được phân loại theo kiểu định cỡ vì của họ có điện áp hoặc EMF
( lực điện động ) và đáp lại nhiệt độ, thế milivôn là hàm của bố cục trang bị vật
chất và bố cục và cấu trúc luyện kim vật dẫn. Thay vì được áp đặt định giá nhiệt
độ đặc trưng, cặp nhiệt độ được trao cho tiêu chuẩn hoặc đặc biệt giới hạn sai số
che phủ dãy của nhiệt độ.
Thiết bị chống lại
Điện trở nhiệt ( hoặc điện trở nhạy bằng nhiệt ) là thiết bị thay đổi mối quan hệ
điện trở của họ để nhiệt độ của họ. Họ thường bao gồm kết hợp của hai hoặc ba
kim loại oxit đang được thiêu kết đưa vào trang bị vật chất cơ sở bằng gốm và có
dây dẫn dây hợp kim hàn đến chất bán dẫn bánh quế hoặc vỏ bào, được che phủ
với epoxit hoặc thủy tinh kính
Điện trở nhiệt sẵn sàng đưa vào hai kiểu khác nhau : hệ số nhiệt độ điều xác thực
( PTC ) và hệ số nhiệt độ âm ( NTC ). Thiết bị PTC tang vật loại A điều xác thực
đổi hoặc tăng đưa vào sức cản khi nhiệt độ tăng lên, trong khi thiết bị NTC tang
vật loại A đại lượng âm đổi hoặc giảm sức cản khi nhiệt độ tăng. Đổi đưa vào sức
cản của thiết bị NTC là thường khá lớn, cung cấp độ độ cao của độ nhạy. Họ cũng
có thuận lợi là có hiệu lực đưa vào hình dạng vô cùng nhỏ cho độ nhạy nhiệt vô
cùng
Ngoài công nghệ học oxit kim loại, thiết bị PTC cũng có thể sản phẩm sử dụng
polyme truyền dẫn. Này thiết bị làm cho biến đổi trạng thái của sử dụng của đưa
vào trang bị vật chất để cung cấp sự gia tăng nhanh chóng điện trở. Này cho phép
cho sử dụng của họ đưa vào bảo vệ không bị dư dòng điện cũng như nhiệt độ dư.

Giống như RTDs , giá trị điện trở của điện trở nhiệt là theo danh nghĩa với dấu
cộng hoặc dấu trừ chấp nhận tại một nhiệt độ nào đó. Nhiệt điện trở thường theo
danh nghĩa tại 25ᵒC.
Điện trở của điện trở nhiệt có thể tuyến tính đường kẻ gần như kiểu sử dụng sơ
đồ điện gối tựa như là một cầu Wheatstone. Sức cản có thể được dịch sử dụng nhìn
lên cái bàn để thực hiện hàm chuyển mạch hoặc để dẫn động một mét. Họ cũng có
thể dùng trong mức độ chất lỏng chiều ứng dụng.
RTDs ( thiết bị nhiệt độ chống lại ), như nhiệt điện trở, sử dụng đổi đưa vào điện trở để số đo
hoặc điều khiển nhiệt độ. RTDs bao gồm phần tử nhạy, mắc dây giữa phần tử và đo dụng cụ,và
ủng hộ đặt vào vị trí phần tử trong quá trình.
Phần tử nhạy kim loại là điện trở điện đổi sức cản với nhiệt độ. phần tử thường chứa đựng
cuộn dây hay phim truyền dẫn với vật dẫn khắc ăn mòn hoặc vào đó. Thông thường sống trong
bằng gốm xi măng hoặc thủy tinh kính. ( Xem hình 20.1.2 )
Phần tử nhạy nên vị trí nơi nó có thể vươn tới nhiệt độ quá trình nhanh chóng. Dây thiết bị gió
nên thích đáng chắc chắn đưa vào độ cao rung và va chạm ứng dụng. Kéo dài dây giữa phần tử
và dụng cụ cho phép sức cản được số đo từ khoảng cách lớn.
Dây dễ uốn và khắc ăn mòn RTDs lá kim loại sẵn sàng đưa vào hình dạng tiêu
chuẩn khác nhau. Thường Kapton®, cao su silicon, mylar hoặc khoảng trống
polyeste chất điện môi dùng cho cách điện. Họ có thể lắp trên đường cong hoặc
hàng không đúng quy cách mặt sử dụng chất keo nhạy áp lực, keo truyền dẫn bằng
nhiệt, băng silicon, hoặc cái kẹp máy. Loại hình dạng này là xa cao để giám sát
khu vực rộng lớn như là đường kính ngoài của ống hoặc thùng tiếp nhận. Họ cũng
có thể lấy tích phân vào mạch điện sợi nung dễ uốn cho điều khiển điều kiện tối
ưu.
20.2 Chọn lọc và định rõ thiết bị cảm biến nhiệt
Chia cắt đi theo địa chỉ những gì phân biệt được mỗi cảm biến với nhau, bao
gồm nhiệt độ, độ chính xác, và tính đổi lẫn .Ưu điểm và nhược điểm của mỗi kiểu
cảm biến cũng là tính đồng nhất.
Chọn lọc thiết bị cảm biến nhiệt
Xem xét tổng quan

Làm sao để chọn lọc thiết bị cảm biến nhiệt tốt nhất? Nói chung, tất cả kiểu cảm
biến hữu ích tùy chọn đo nhiệt độ, nhưng mỗi có ưu điểm và nhược điểm của nó.
Ví dụ như :
Nhiệt điện trở cung cấp độ phân giải cao, có nhiều loại nhất về ứng dụng, là
nhạy nhất, và được chi phí, nhưng được phi tuyến và có giới hạn khoảng nhiệt độ
cặp nhiệt độ có vùng nhiệt độ cao nhất và bền cho sự dao động lớn, va chạm lớn
gắn vào nhưng phụ thuộc vào độ co giãn đặc biệt của dây.
- RTDs là gần thẳng và rất chính xác, ổn định nhưng chúng lớn và đắt tiền
- Loại silicon có chi phí thấp và gần thẳng nhưng có nhiệt độ giới hạn
- Yếu tố quan trọng trong việc chọn thiết bị cảm biến nhiệt là vật chất được sử
dụng có giới hạn về nhiệt độ. Dung sai, độ chính xác, tính thay thế được
cũng rất quan trọng. Dung sai là yêu cầu cụ thể thường cộng hay trừ một
nhiệt độ nào đó. Độ chính xác là khả năng đo lường đúng nhiệt độ của thiết
bị cảm biến trong khoảng nhiệt độ.
- Bất kì công nghệ thiết bị cảm biến được chọn, ngườidùng nên quan tâm một
cách an toàn. Không bao giờ chọn duy nhất một thiết bị vì nó có chi phí thấp
nhất. Chọn thiết bị cái mà mang lại sự làm việc tốt nhất cho giá cả của nó và
lúc nào cũng đọc kĩ và làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
- Mỗi ứng dụng cảm biến nhiệt độ có thể được giới thiệu duy nhất của riêng
mình yêu cầu và vấn đề cần được đánh giá riêng biệt. Dưới đây là một số
câu hỏi để xem xét.
+ Có yêu cầu sự thụ cảm tiếp xúc hay không?
Nếu ứng dụng đang di chuyển hoặc phải tiếp xúc thân thể không thiết
thực vì nhiễm bẩn hoặc vấn đề vật liệu nguy hiểm thì lựa chọn công nghệ hồng
ngoại.
+ Khoảng nhiệt độ nào để thiết bị cảm biến cần để kiểm soát hoặc giám sát?
Cặp nhiệt độ có khoảng nhiệt độ rộng nhất từ -200ᵒC đến 2315ᵒC (một số
thiết bị trong phạm vi này không có loại thước đo ANSI thành lập). Tuỳ vào
thiết kế vật liệu nhiệt điện trở có thể sử dụng từ -100ᵒC đến 500ᵒC. Bi – kim
loại bộ điều chỉnh nhiệt độ có thể xử lý nhiệt độ từ -85ᵒC đến 371ᵒC.

- Nhiệt độ đông lạnh, RTD và một số thiết bị silicon có khả năng tiếp cận
không độ tuyệt đối. Nhiệt độ tối đa từ 150ᵒC đến 200ᵒC. Mạch điện hỗ trợ
phải bằng thiết bị cô lập khỏi thiết bị cảm biến để khỏi vượt quá khả năng
của nó.
- Các thiết bị không cho tiếp xúc (hồng ngoại) nhiệt độ dưới -18ᵒC hoặc trên
538ᵒC sẽ yêu cầu một đơn vị tuỳ chỉnh.
- Với tất cả các thiết bị này, có thể vượt quá cùng một dãy này qua việc sử
dụng hộp đo nhiệt hoặc bằng cách đặt thiết bị vào vị trí so đến nguồn nhiệt.
Tuy nhiên, loại đến gần này có thể tác động đến độ chính xác và hồi đáp của
hệ thống.
- Tỉ lệ biến đổi nhiệt độ của ứng dụng là bao nhiêu?
+ Cho ứng dụng nơi tỉ lệ biến đổi nhiệt độ là nhanh (>1ᵒC/phút) thiết bị cảm
biến có thể trở thành vấn đề. Nhiệt của thiết bị cảm biến chậm chạp dựa vào
khối của nó. Cho thay đổi vô cùng nhanh khối thiết bị cảm biến nên hạn chế
đến mức thấp nhất để cho phép chính xác hơn theo dấu thay
đổi ứng dụng. Điều này bao gồm khối và khả năng dẫn nhiệt
của hộp đo nhiệt các vật liệu bảo vệ.
+ Cho ứng dụng nơi thiết bị cảm biến từ xa sẽ định vị vì môi
trường hay các vấn đề nên thực hiện thử nghiệm kiểm tra thiết
kế. Điều này liên quan sử dụng ít nhất là hai thiết bị cảm biến
để giám sát nhiệt độ ứng dụng trong khi màn hình thiết bị cảm
biến khác nhiệt độ ở địa điểm thiết bị cảm biến đã đề nghị.
Bằng cách này địa điểm thiết bị cảm biến có thể tối ưu hoá.
- Bạn cần kiểm soát hoặc giám sát chặt chẽ nhiệt độ như thế
nào?
Cho các ứng dụng y tế nhất định hoặc quá trình liên quan
đến phản ứng hoá học, dung sai của hoặc ít hơn có thể được
yêu cầu. Silicon, RTD, cặp nhiệt điện hoặc nhiệt kế điện tử
tất cả dựa vào hệ thống có thể được thiết kế để duy trì vô
cùng chặt chẽ cho phép được. RTDs thường cung cấp chính

xác toàn diện nhất.
- Nên nhớ trong ứng dụng kiểm soát chính xác hệ thống và
chính xác thành phần có thể hoàn toàn khác nhau. Nếu hệ
thống của bạn chính xác không hơn , nó không hợp lý để
mua cảm biến đắt tiền nhất. Bạn có thể sử dụng Bi – kim loại
bộ điều chỉnh nhiệt và đạt được chính xác hệ thống tương tự
tại tổng chi phí thấp hơn nhiều.
- Được phê chuẩn đại lí như là UL, CSA, FDA, … đòi hỏi gì ở hệ
thống hoặc cấp thành phần?
Khi phê chuẩn đại lí được yêu cầu, chọn thành phần cơ
bản được giới hạn cho thiết bị cơ - điện.Ứng dụng tải
điện phải được duyệt lại với nhà sản xuất cho sự phù hợp với yêu
cầu của cơ quan. Khi tải không phù hợp nó vẫn còn có thể có các
thành phần xem xét phê duyệt trong ứng dụng cụ thể. Ở một số
ứng dụng khác, điện tử - dựa vào hệ thống kiểm soát có thể là
không chấp nhận việc sử dụng đột xuất hành động bộ điều chỉnh
nhiệt như thiết bị an toàn. Từ khi chế độ thất bại của điện tử hệ
thống không thể được bảo đảm, bộ điều chỉnh nhiệt được thiết kế
để mở vạch và ngăn ngừa hơn nhiệt độ điều kiện.
Tổng chi phí trong việc lựa chọn các cảm biến quan trọng như
thế nào?
- Trong các ứng dụng cao cấp trị giá hàng ngàn USD, chi phí
của các bộ cảm biến nhiệt độ thường là không đáng kể. Vì lí
do này việc lựa chọn được dựa trên yêu cầu độ chính xác của
hệ thống. Nếu độ chính xác là C là chấp nhận được một số
thiết bị cơ điện chi phí thấp hoặc mạch nhiệt điện trở dựa
trên có thể được đầy đủ hơn. Độ chính xác ᵒC sẽ đòi hỏi sự
lựa chọn tinh vi hơn (và đắt tiền).
- Khi giao dịch với các mặt hàng chi phí thấp như hàng tiêu
dùng (máy pha cà phê, bỏng ngô,…) cảm biến có thể trở

thành một tỉ lệ lớn hơn nhiều trong tổng chi phí. Ở những
ứng dụng này tính chính xác của cảm biến trở nên ít quan
trọng hơn và chi phí và độ tin cậy trở thành quan trọng hơn.
Với khối lượng lớn một nhiệt đọ thương mại có thể làm công
việc đáng tin cậy ít hơn 0,5 USD so với tổng chi phí. Với chi
phí lắp ráp, bảng mạch, linh kiện, sóng hàn,… tổng chi phí
của một cặp nhiệt điện hoặc nhiệt điện trở mạch dựa trên có
thể cao hơn nhưng độ tin cậy có thể thật sự thấp hơn vì bổ
sung số thành phần và khớp chất hàn. Cuối cùng, vấn đề cơ
bản là, bạn cần chính xác bao nhiêu và bạn có đủ khả năng
trả bao nhiêu? Bạn cũng cần xem xét điều kiện môi trường
trong đó thiết bị cảm biến sẽ được dùng và những gì phải
làm xong để đảm bảo nó sống còn.
- Chọn thiết bị cảm biến cơ điện
Lựa chọn thiết bị có tầm quan trọng rất lớn khi sử dụng
thiết bị cơ điện. Ở môi trường có đọ ẩm và ăn mòn cao, ta
nên sử dụng thiết bị được bao bọc kín. Thiết bị không được
bọc kín có thể được sử dụng dựa trên dữ liệu nhập vào của
nhà sản xuất. Tuy nhiên, chúng cần được niêm phong với
epoxit hoặc một số loại overmold.
- Ứng dụng làm việc ở chấn động cao thì thiết kế thiết bị là rất
quan trọng. Bộ điều chỉnh nhiệt loại thương phẩm điển hình
trông chờ vào chỉ có áp lực của mùa xuân armature giữ liên
lạc âm. Điều này có thể gây ra tán gẫu dưới mức chấn động
cao và thất bại cản trở cắn khớp. Tham khảo ý kiến với nhà
sản xuất trong giai đoạn thiết kế của ứng dụng này.
- Thiết bị sẽ khó tránh khỏi nhiệt độ dưới -17,8ᵒC (0ᵒF) nên sử
dụng khí khô để giảm thiểu độ ẩm cô đọng hoặc sự đóng
băng trên bề mặt tiếp xúc.
Ứng dụng tải điện nên tuyệt đối tuân theo quảng cáo giới

hạn của nhà sản xuất. Sử dụng thiết bị quá giới hạn có thể
dẫn đến suy giảm hiệu quả của thiết bị và ứng dụng.
- Lựa chọn thiết bị nên dựa vào nhiệt độ phơi nhiễm môi
trường, không dựa vào nhiệt độ hoạt động. Thiết bị có thể
cần hoạt động trong dãy phù hợp với khả năng vật chất của
nó nhưng rất gần với nhiệt độ cao hơn đáng kể.
- Bi – kim loại bộ điều chỉnh nhiệt đã được sử dụng trong hơn
50 năm qua khi các ứng dụng thay thế cho người làm cà
phê, tàu con thoi. Trong khi chúng có thể được dùng làm giải
pháp kiểm soát giá rẻ cho thị trường đồ gia dụng, chúng
cũng có thể cung cấp thiết bị rất đáng tin cậy để sử dụng lâu
dài trong quân sự và chuyến bay vũ trụ.
- Thiết bị sẵn sàng mở lẫn đóng trong suýt soát biến thể nhiệt
độ tăng lên. Tuỳ vào thiết bị được chọn điểm nhiệt độ có thể
từ -85ᵒC đến +371ᵒC (-120ᵒF đến +700ᵒF)
- Một số thiết bị sử dụng lò nội bộ để cung cấp bảo vệ không
bị cả hai quá độ nhiệt độ và hiện thời.
- Bi - dụng cụ kim loại sẵn sàng trong nhiều kích thước, cấu
hình và khả năng khác nhau. Vì chúng thường mang vật
nặng ứng dụng thực tế, chúng không yêu cầu bất cứ mạch
điện bổ sung phải thực hiện chức năng của chúng. Khả năng
chở hiện thời từ vật nặng mạch khô đến cao như 25 Amps.
Sự chính xác sản xuất chuẩn sẵn sàng cho 1,7ᵒC (3ᵒF).
- Bộ điều chỉnh nhiệt thường được đánh giá trong chu kì sống
tại tải điện cụ thể và có thể thay đổi đáng kể tuỳ theo chúng
được dùng trong kiểm soát hay ứng dụng giám sát.
Sự thuận lợi
- Giao diện trực tiếp với ứng dụng chohồi đáp nhanh
- Không bổ sung mạch điện/thành phần cần thiết
- Có sẵn trong vừa khít vừa không thiết kế nêm kín

- Khả năng chở hiện thời cao
- Tầm nhiệt độ hoạt động rộng
- Ứng dụng/dựa trên thị trường định giá
- Đủ tiêu chuẩn NASA, độ tin cậy cao, có sẵn phiên bản quân
sự
Sự bất lợi
- Ít chính xác hơn hầu hết điện tử - dựa vào hệ thống
- Kích thước lớn hơn điện tử - dựa vào hệ thống
- Creepage - loại thiết bị không thể tiếp giáp với linh kiện điện
tử
- Có thể thất bại “đóng” ở cuối đời
Bóng đèn và mao mạch nhiệt có sẵn trong cực duy nhất,
ném duy nhất, đơn cực, ném đôi và thiết kế điều chỉnh điểm
đặt trong một phạm vi nhiệt độ từ -35ᵒC đến +400ᵒC (-31ᵒF
đến 752ᵒF). Chúng cũng có sẵn trong thiết kế thiết lập trở lại
hướng dẫn.
Vì tải điện cao liên quan đến ứng dụng kết thúc điển hình
và hành động chuyển chậm tương đối của chúng, vật chất
liên lạc vô cùng cứng được sử dụng. Điều này dẫn đến chống
đối liên lạc ban đầu cao ngăn cản sử dụng của họ thấp hơn
ứng dụng hiện thời.
Lợi thế
- Điều khiển có thể nằm ở khoảng cách đáng kể từ ứng dụng
được cảm thấy
- Được xây dựng trong hơn hệ thống nhiệt độ có sẵn
- Tầm nhiệt độ hoạt động rộng
- Khả năng chở hiện hành cao
Bất lợi