Termometry analogowe na układach logicznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła

 Komentarze do artykułu

Opisane w artykule termometry zbudowane są w nietypowy sposób: w pierwszym z nich element termoczuły (termistor) jest zawarty w układzie całkującym, w drugim - w obwodzie różniczkowym. Zmiana stałych czasowych tych obwodów pod wpływem termistora temperatury otoczenia zamieniana jest na zmianę współczynnika wypełnienia impulsów prostokątnych, w wyniku czego zmienia się efektywne napięcie na wyjściu urządzenia, co jest rejestrowane przez mikroamperomierz. Urządzenia są wykonane na szeroko stosowanych mikroukładach cyfrowych i są dostępne do powtórzenia nawet dla początkujących radioamatorów.

Element czuły na temperaturę w termometrach analogowych jest najczęściej zawarty w mostku pomiarowym. Taki czujnik temperatury ma istotną wadę związaną z koniecznością ograniczenia prądu płynącego przez mostek do wartości wykluczających samonagrzewanie się tworzących go rezystorów. Ponadto często stawiane są dość wysokie wymagania dotyczące stabilności napięcia dostarczanego do mostka pomiarowego. Aby wzmocnić sygnał pobrany z mostka i ustabilizować przyłożone do niego napięcie, wiele termometrów analogowych wykorzystuje wzmacniacze operacyjne. To komplikuje projektowanie i regulację takich urządzeń.

Proponowany termometr pulsacyjny jest wolny od tych wad. Zawiera prostokątny generator impulsów, układ całkujący z elementem termoczułym, układ kształtowania impulsów oraz wskaźnik wskazujący, który rejestruje skuteczne napięcie proporcjonalne do współczynnika wypełnienia impulsów. Cyfrowe mikroukłady CMOS są najbardziej odpowiednie dla takiego urządzenia: ich napięcie niskiego poziomu praktycznie nie różni się od 0, a napięcie wysokiego poziomu od napięcia zasilania.

Schemat ideowy termometru pokazano na ryc. jeden.

Na elementach DD1.1, DD1.2 montowany jest prostokątny generator impulsów o częstotliwości powtarzania około 60 kHz i współczynniku wypełnienia 2. Z generatora oscylacje są podawane do obwodu całkującego RK1R2C2. W zależności od rezystancji termistora (zwanego dalej termistorem) RK1 zmienia się stała czasowa układu całkującego i odpowiednio czas trwania impulsów docierających do wejścia układu kształtującego, wykonanych na elementach DD1.3 i DD1.4. Czas trwania impulsów na wyjściu elementu DD1.4 jest proporcjonalny do temperatury i określa skuteczne napięcie rejestrowane przez urządzenie RA1. Dostrojony rezystor R1 służy do ustawienia „zera”, R2 - do regulacji czułości (jest maksymalna przy minimalnej rezystancji). Przy wartości nominalnej termistora nie większej niż 5 kOhm zależność rezystancji od temperatury jest zbliżona do liniowej w zakresie od -20 do +50 °C. Błąd pomiaru nie przekracza ±1°C.

Stabilność napięcia zasilania (a co za tym idzie amplitudy impulsów) zapewnia stabilizator parametryczny na elementach VD1 i R3. Prąd pobierany przez termometr nie przekracza 7 mA.

Wszystkie części, z wyjątkiem termistora RK1 i mikroamperomierza PA1, umieszczono na płytce drukowanej wykonanej zgodnie z rys. 2.

Płytka przystosowana jest do zastosowania stałych rezystorów MLT, rezystorów docinających przewody SP5-3, kondensatorów KM-6 (C1 i C2 - najlepiej grupy M47 lub M75). Termistor RK1 - KMT17 z ujemnym TKS. Mikroamperomierz RA1 - M4387 lub inny z pełnym prądem odchylającym igły do ​​1 mA i rezystancją wewnętrzną co najmniej 500 omów.

Podczas ustalania termistora termistor umieszcza się w kąpieli z topniejącym lodem, a rezystor trymera R1 ustawia strzałkę urządzenia RA1 na znak zerowy skali. Następnie czujnik jest przenoszony do wody podgrzanej do temperatury +50 ° C, a rezystor przycinający R2 służy do uzyskania odchylenia strzałki do ostatniego znaku.

Aby mierzyć temperaturę w szerszym zakresie, np. od -60 do +150°C, rezystor o rezystancji odpowiednio 3R lub 1/3R należy podłączyć równolegle z termistorem o rezystancji R lub szeregowo z nim . Czułość urządzenia po takim dopracowaniu oczywiście spadnie, a błąd pomiaru może wzrosnąć nawet do ±3...5°C. Jeżeli wymagana jest większa dokładność, wskazany zakres temperatur należy podzielić na dwa lub trzy podzakresy i zlinearyzować termistor w każdym podzakresie. W takim przypadku błąd pomiaru można zmniejszyć do ±1 ... 1,5 °C.

W mikroukładach TTL, TTLSh, w porównaniu z mikroukładami serii CMOS, poziomy logiczne znacznie różnią się od wartości idealnych. Ponadto podstawowe elementy mikroukładów tej serii mają bardzo znaczące prądy wejściowe. Dlatego termometr na takich mikroukładach należy zmontować zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 3.

Oscylacje prostokątne o częstotliwości powtarzania 60 kHz, generowane przez generator na elementach DD1.1, DD1.2, są podawane na wejścia elementów buforowych DD1.3 i DD1.4. Eliminują one wzajemne oddziaływanie obwodów różniczkowych C2R3RK1 i C3R4 oraz zmniejszają obciążenie generatora, co korzystnie wpływa na stabilność jego częstotliwości. Element DD1.6 generuje sekwencję, w której czas trwania impulsów jest określony przez „przykładowy” obwód różniczkowy R4C3, a DD1.5 to sekwencja, w której zależy ona od rezystancji termistora RK1 wchodzącego w skład pomiarowego obwodu różniczkowego RK1R3C2 . W rezultacie przez urządzenie PA1 przepływa pulsujący prąd, którego wartość skuteczna jest proporcjonalna do temperatury otoczenia. Przy wartościach elementów obwodów różnicujących wskazanych na schemacie można wykluczyć diody VD1, VD2. Natomiast w przypadku zastosowania mniejszych rezystorów i większych kondensatorów C1 - C3 diody te są niezbędne do zabezpieczenia falowników DD1.5, DD1.6 przed przebiciem.

W termometrze zastosowano części tego samego typu, co w poprzednim. Zamiast K555LN1 dozwolone jest stosowanie mikroukładów K155LN1, K155LNZ, K155LN5, K1533LN6. Diodę KD521A można zastąpić inną diodą z tej serii, a także z serii KD522.

Wszystkie części, z wyjątkiem termistora RK1 i mikroamperomierza RA1, umieszczono na płytce drukowanej (rys. 4). Ustawienie termometru sprowadza się do ustawienia temperatury maksymalnej rezystorem R3, a zera rezystorem R4. W zakresie temperatur od -20 do +50 °С błąd pomiaru nie przekracza ±1 °С.

Ten termometr może mierzyć temperaturę ciała. Urządzenie należy najpierw skalibrować w zakresie +36. ..+40°C. Aby to zrobić, termistor umieszcza się w oleju wazelinowym podgrzanym do +36 ° C, a igłę mikroamperomierza ustawia się na zero skali za pomocą rezystora trymera R4. Następnie po podniesieniu temperatury oleju do +40°C ustawiamy strzałkę na ostatnią działkę skali rezystorem R3. Czynności te należy powtórzyć dwa lub trzy razy, aby uzyskać lepszą powtarzalność wyników pomiarów. (Podczas kalibracji tego przyrządu należy używać oleju wazelinowego, a nie wody, ponieważ wyniki pomiarów są znacznie zniekształcone z powodu wysokiej przewodności elektrycznej roztworów wodnych).

Po kalibracji termistor umieszcza się w szklanej rurce, uszczelnia z jednej strony i wypełnia żywicą epoksydową. Taka konstrukcja czujnika eliminuje błąd pomiaru temperatury spowodowany kontaktem elektrycznym termistora ze skórą pacjenta.

W zakresie temperatur od +36 do +40°C zależność temperaturowa rezystancji termistora jest prawie liniowa. W przypadku stosowania kondensatorów termostabilnych (np. mikowych lub fluoroplastycznych) jako C1-C3 błąd pomiaru w tym zakresie nie przekroczy ±0,1°C.

Autor: I.Tsaplin, Krasnodar

Zobacz inne artykuły Sekcja Regulatory mocy, termometry, stabilizatory ciepła.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Panele słoneczne o mocy 10 GW w Chinach 01.03.2014 Chińska Narodowa Administracja Energetyczna wyznaczyła sobie za cel 10 GW całkowitej mocy fotowoltaicznej, która zostanie zainstalowana w Chinach w 2014 roku. Agencja podała, że ​​60% planowanej mocy przeznaczone jest na rozproszone systemy fotowoltaiczne, a 40% na elektrownie fotowoltaiczne. Źródła branżowe z Tajwanu wskazują, że planowane wolumeny są znacznie poniżej przewidywanych wcześniej przez ekspertów rynkowych 12-14 GW, prawdopodobnie dlatego, że chiński rząd uznał, że obciążenie finansowe jest zbyt wysokie i możliwość, że zbyt wysokie plany mogą doprowadzić do przesytu w Rynek fotowoltaiczny produkty. Prognoza zapotrzebowania na panele słoneczne według kraju, MW. Według Grupy Kapitałowej Mercom, grudzień 2013 r. Chiński rząd oferuje obecnie taryfy gwarantowane w wysokości 0,42 juana/kW (0,07 USD/kW) dla rozproszonych systemów fotowoltaicznych, instalowanych głównie na dachach oraz 0,9-1,0 juana/kW dla elektrowni fotowoltaicznych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Elektryczny crossover Lucid Gravity

▪ Asteroida TC4 minie Ziemię

▪ 32-bitowe mikrokontrolery o rekordowo niskim poborze mocy

▪ Zewnętrzne dyski SSD do 2 TB Samsung T5

▪ Znalazłem przyczynę wahań jasności Słońca

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Aforyzmy znanych osób. Wybór artykułu

▪ artykuł Kamień węgielny (kamień węgielny). Popularne wyrażenie

▪ Jak długi jest Wielki Mur Chiński? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Przyczepa towarowa do samochodu. Transport osobisty

▪ artykuł Subwoofer do samochodu. Część 1. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Modernizacja głośników 25AC-121. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024