Thiết kế vom điện tử dùng IC op-Amp

NHÓM 10THIẾT KẾ VOM ĐIỆN TỬ DÙNG IC OP-AMPMẠCH ĐO ÁP DCMẠCH ĐO DÒNG DCMẠCH ĐO ĐIỆN TRỞGV: NGUYỄN CHƯƠNG ĐỈNHMẠCH ĐO ÁP DC DÙNG IC-OPAMPDạng mạch đo không có có khuếch đại điện ápDạng mạch đo có khuếch đại điện ápMạch khuếch đại chuyển đổi điện áp sang dòngNhững nét đặc trưng của mạch khuếch đại:Hệ số khuếch đại phù hợp với độ chính xác cao Ngõ vào vi sai có khả năng tốt nhất để có hệ số truất thải tính hiệu chung lớn nhất Độ ổn định cho hệ số khuếch đại đối với sự thay đổi nhiệt độ hoạt độngSai số do sự trôi và điện áp offset càng nhỏ càng tốt Ta có mạch điện sau:Dạng mạch đo không có khuếch đại điện áp (Trần Mạnh Hà) Mạch có 4 tầm đo ứng với giá trị Vin là V1, V2, V3, V4 Ta có : Ở tầm đo thứ 1 : Vin = Vdo Ở tầm đo thứ 2 : Vin = Ở tầm đo thứ 3 : Vin = Ở tầm đo thứ 4 : Vin = VD: Thiết kế đo điện áp DC dùng mạch đo không có khuếch đại điện áp có 4 tầm đo Vdo = 50v, 100v, 250v và Vin = 5v, Imax =100 Ta có sơ đồ: Ở tầm đo thứ nhất ta cần xác định Rs để khi Vin = 5v thì Imax. Ta có : Vin = Vout = 5vTa xác định được :Xác định các điên trở R1,R2,R3,R4 để khi Vdo=50v,100v va 250v thì Vin = 5vTa có hệ phương trình:Ta có hệ phương trình tương đương:Chọn giải hệ ta được:Dạng mạch đo có khuếch đại điện áp(Nguyễn Xuân Ngọc) Trường hợp tín hiệu đo có giá trị nhỏ chúng ta cần xử dụng một mạch khuếch đại không đảo có hệ số lớn hơn 1:VD: Xác định Rs để đồng hồ chỉ cực đại, biết :Mạch khuếch đại chuyển áp sang dòngTa có sơ đồ mạch điện:VD: Vin = 0,1v xác định R để Ta có : Mạch đo dòng DC(Phan Văn Giáp)Đo dòng DC : Nguyên lý đo dòng DC trong ampe-kế điện tử là chuyển dòng điện đo Iđo thành điện áp Vđo bằng cách cho dòng điện Iđo qua điện trở Rs theo mạch đo nguyên lý sau: * Phân tầm đo dòng điện bằng cách thay đổi điện trở: * VOM trong thực tế có 4 thang đo : + I1max = 50 µA + I2max = 2.5 mA + I3max = 25 mA + I4max = 250 mATa có: R1 + R2 + R3 + R4 = R2 + R3 + R4 = R3 + R4 = R4 = VD : Giả sử Vin =10V Suy ra: R4 = 40 Ω R3 = 360 Ω R2 = 3,6 KΩ R1 = 196 KΩMạch đo điện trở RNguyên lý: Để đo được điên trở trong máy đo điên tử, người ta chuyển đại lương điên trở sang đại lương điên áp, sau đó đưa vào mạch đo điện áp của VOM điện tử. Có hai dạng Nối tiếp Mắc rẽ Mạch đo điện trở dạng nối tiếp(Nguyễn Khắc Hoàng) +Mạch đo có các tầm đo :X1 ; X10 ; X100 ; X1k ;X10k+ Mạch thay đổi tầm đo gồm : Điện trở chuẩn R ( chính xác sai số Vdo = 0VRx -> vô cùng => Vdo # 1,5 VMạch đo điện trở dạng nối tiếpRx bất kì với các tầm đo tương ứngNhư hình vẽ ta có : Rx nt R1 => Rt = Rx + R1 ta lại có : Ví dụ : ở tầm đo x10 điện trở có trị số Rx = 1kR . Khi đó Vđo có trị số như sau : Như vậy kim sẽ chỉ số 1 ở giữa thang đo Nếu Rx = 0,5 kR thì Như vậy kim chỉ thị số 0,5 ở 1/3 thang đoNếu Rx = 2k thì : Như vậy kim chỉ thị số 2 ở 2/3 thang đo . Thang đo trong trường hợp này không tuyến tínhTừ ví dụ trên ta suy ra : Khi đo 1 điện trở ở các tầm đo :Giá trị của Vol kế Giá trị điện trở thang đo X10Giá trị điện trở thang đo X1Giá trị điện trở thang đo X100Giá trị điện trở thang đo X1k0,5V0,5kΩ50Ω5kΩ0,5MΩ0,75V1kΩ100Ω10kΩ1MΩ1V2kΩ200Ω20kΩ2MΩ1,13V3kΩ300Ω30kΩ3MΩ1,20V4kΩ400Ω40kΩ4MΩDựa vào bảng số liệu trên để người ta chia vạch cho Ωhm kếTa có : Khi thì Khi Khi có giá trị bất kỳ: Mắc rẽ(Trần Trọng Liêm)Ta có sơ đồ đo điện trở mắc rẽ:Ta có : Khi thì Khi Khi có giá trị bất kỳ: Cũng theo biểu thức trên khi thì :Khi đó giá trị Rx được tính bằng :VD : Cho mạch đo điện trở:Khi: ở tầm x 1ở tầm x 100Thì Xác định R1,R2Giải :Mạch tương đương TheveninTa có:Vì mạch đo có hệ số khuếch đại bằng 1 nên:Do đó khi :Giải ra ta được : Trường hợp : Giải ra được :Ta có mạch khuếch đại 2 tầm đo:Danh sách thành viênClick to add Title1Trần Mạnh Hà1Click to add Title2Nguyễn Xuân Ngọc2Click to add Title1Phan Văn Giáp3Click to add Title2Nguyễn Khắc Hoàng4Click to add Title1Trần Trọng Liêm5Trắc NghiệmCâu 1 :Những nét đặc trưng cơ bản của mạch khuếch đại dùng op-amp là:A Độ ổn định cho hệ số khuếch đại đối với sự thay đổi nhiệt độ hoạt độngB Sai số do sự trôi và điện áp offset càngcàng nhỏ càng tốt. C Hệ số khuếch đại được lựa chọn phùhợp với độ chính xác và độ tuyến tính cao. D a,b,c đều đúng.Đáp án: DCâu 2: Trường hợp tín hiệu đo có giá trị nhỏ dùng mạch khuếch đại :A Đảo dấu có hệ số khuếch đại bằng 1B Không đảo dấu,hệ số đại lớn hơn 1C Đảo dấu,hệ số khuếch đại lớn hơn 1D Không đảo dấu,hệ số khuếch đại bằng 1Đáp án : BCâu 3 : Mạch đo điện trở có mấy dạng :A 1B 2C 3D 4 Đáp án : BCâu 4 : Để đo được điện trở trong máy đo điện tử người ta chuyển :A Đại lượng điện trở sang đại lượng điện ápB Đại lượng dòng sang đại lượng ápC Đại lượng điện trở sang đại lượng dòng điện D Tất cả đều sai Đáp án : A Câu 5 : Tầm đo điện trở càng lớn thì điện trở chuẩn mỗi tầm đo :A Càng tăngB Càng giảmC Không đổiD Tất cả đều saiĐáp án : ACâu 6 : Những nguyên lý đo dòng DC trong ampe kế điện tử:A Chuyển dòng thành ápB Do trực tiếp dòng điện C Chuyển áp thành dòngD Tất cả đều saiĐáp án : ACâu 7 : Cơ cấu phân tầm cho VOM điện tử là :A Thay đổi R B Thay đổi VinC Thay đôi ImaxD Tất cả đều saiĐáp án : BCâu 8 : Cơ cấu của máy đo điện tử là :A Cơ cấu R,dòng điện không cần nguồnB Cơ cấu R,điện áp không cần nguồnC Mạch điện tử dòng điện nguồn cung cấpD Mạch điện tử điện áp nguồn cung cấpĐáp án : DCâu 9 : Trong mạch điện áp DC dùng cho tín hiệu nhỏ thì:A B C D Đáp án : ACâu 10 : Trong mạch đo điện áp DC dùng mạch khuếch đại chuyển đổi điện áp sang dòng điện:ABCDĐáp án : BCâu 11 : Mạch điện sau thuộc loại mạch nào ?A Mạch không đảo B Mạch đảoC Mạch đệmD Tất cả đều saiĐáp án : ACâu 12 : Mạch điện sau có hệ số khuếch đại bằng?A k = 1B k > 1C k = -1D k 1D : k = -1Đáp án : C