Mạch cầu thường được sử dụng làm mạch đo cho các loại cảm biến nào? Tại sao? Khi kết hợp mạch cầu với bộ chuyển đổi ADC tích phân 2 sườn xung thì khử được sai số gì? Giải thích tóm tắt vấn đề đó

Câu hỏi này là một câu hỏi mở, không có các phương án lựa chọn. Vì vậy, không thể xác định một đáp án "đúng" duy nhất theo kiểu trắc nghiệm. Dưới đây là giải thích chi tiết để trả lời câu hỏi: **1. Mạch cầu thường được sử dụng làm mạch đo cho các loại cảm biến nào? Tại sao?** Mạch cầu (ví dụ: cầu Wheatstone) thường được sử dụng làm mạch đo cho các loại cảm biến điện trở, đặc biệt là các cảm biến mà sự thay đổi điện trở của chúng là nhỏ. Ví dụ: * **Cảm biến đo nhiệt độ (RTD - Resistance Temperature Detector):** RTD hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở của kim loại theo nhiệt độ. Mạch cầu giúp đo chính xác sự thay đổi nhỏ này. * **Cảm biến đo biến dạng (Strain Gauge):** Strain gauge là một điện trở thay đổi khi bị kéo hoặc nén. Mạch cầu được dùng để đo sự thay đổi điện trở nhỏ do biến dạng gây ra. * **Cảm biến áp suất:** Một số cảm biến áp suất sử dụng điện trở để chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện. Mạch cầu được dùng để đo sự thay đổi điện trở này. * **Cảm biến ánh sáng (Photoresistor):** Photoresistor có điện trở thay đổi theo cường độ ánh sáng. Mạch cầu có thể được sử dụng để đo sự thay đổi này. **Lý do mạch cầu được sử dụng rộng rãi:** * **Độ nhạy cao:** Mạch cầu có khả năng phát hiện và đo các thay đổi điện trở rất nhỏ. * **Khả năng bù nhiệt:** Mạch cầu có thể được thiết kế để bù lại ảnh hưởng của nhiệt độ lên các điện trở, giúp tăng độ chính xác của phép đo. * **Tính tuyến tính:** Trong một phạm vi nhất định, mạch cầu có thể cung cấp một đầu ra tuyến tính với sự thay đổi điện trở của cảm biến. **2. Khi kết hợp mạch cầu với bộ chuyển đổi ADC tích phân 2 sườn xung thì khử được sai số gì? Giải thích tóm tắt vấn đề đó.** Khi kết hợp mạch cầu với bộ chuyển đổi ADC (Analog-to-Digital Converter) tích phân hai sườn xung, sai số chủ yếu được khử là sai số offset (sai số do điện áp hoặc dòng điện không mong muốn tồn tại trong mạch). Sai số offset này có thể phát sinh từ các thành phần trong mạch cầu hoặc từ chính ADC. **Giải thích:** Bộ ADC tích phân hai sườn xung hoạt động bằng cách tích phân điện áp đầu vào trong một khoảng thời gian nhất định (sườn xung lên), sau đó tích phân một điện áp tham chiếu theo hướng ngược lại (sườn xung xuống) cho đến khi bộ tích phân trở về 0. Thời gian cần thiết để điện áp tích phân về 0 tỉ lệ thuận với điện áp đầu vào. Trong quá trình tích phân hai sườn xung, bất kỳ điện áp offset nào trong mạch (bao gồm cả offset từ mạch cầu và ADC) sẽ ảnh hưởng đến cả hai giai đoạn tích phân (tích phân tín hiệu và tích phân tham chiếu). Do đó, ảnh hưởng của offset sẽ bị triệt tiêu lẫn nhau, giúp loại bỏ sai số offset trong kết quả cuối cùng. Điều này làm tăng độ chính xác của phép đo, đặc biệt quan trọng khi đo các tín hiệu nhỏ từ mạch cầu.