ВЫСОКОТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОМЕТР

Работает выпрямитель на емкостный фильтр, выполненный на конденсаторе С4.

Одним из основных элементов электронного термометра является температурный датчик, собранный на кремниевом транзисторе в диодном включении. В устройство включено два датчика, выполненных на транзисторах VT1 и VT3. Можно подключить и третий датчик к контакту 3 переключателя SA2 и точке А.

Увеличение или уменьшение сопротивления сенсоров при изменении температуры объекта в виде сигнала передается на вход ли—

гейного усилителя микросхемы DAI. Сигнал проходит на расстояние ;о 50 м по гибкому кабелю, имеющему два провода.

На выходе микросхемы установлен измерительный прибор с ли-1ейной шкалой, которая отградуирована на отображения фактической •емпературы, передаваемой датчиками.

Питание микросхемы осуществляется постоянным током. На неин-(ертирующий вход микросхемы подается образцовое напряжение, источником того является стабилитрон VD6 и транзистор VT2. Зна-штельные изменения напряжения питающей сети переменного тока грактически не влияют на отображения термометра, за исключением пре-[ельных значений, когда устройство отключается полностью.

Работоспособность электронного термометра сохраняется при вы-фямленном напряжении постоянного тока от 10 до 20 В.

В термометре применены элементы следующих типов: резисторы 11 типа МЛТ-2–22 кОм (пять резисторов сопротивлением НО кОм аждый, соединенных параллельно), R2 типа МЛТ-2–130 кОм (три >езистора сопротивлением 390 кОм каждый, соединенных парал-гельно), R3 — R5, R7, R8, R11R13 типа МЛТ, R6, R9 — типа СПЗ-ОМ-А; конденсаторы С1, С4 типа К50–3–500В, С2, СЗ типа МБМ-И-ЮОВ, С4 типа К50–3, С5, С6 типа К10–7В; электромагнитное реле Ј1 типа МКУ48 (паспорт РС4.509.146); измерительный прибор РА1 •ипа М4200; электрические соединители XI типа «вилка» с электри-юским кабелем, Х2 — Х5 — контактные зажимы; переключатель SA1 типа ШТ-1–1, SA2 — ПГК-ЗПЗН, SA3, SA4 — П2Т-1–1; сетевой трансформатор Т1 типа УШ 16x32.

В термометре могут быть применены и другие элементы. Работает это устройство следующим образом. При повышении напряжения в сети до 245 В срабатывает электро-магнитное реле К1, разрывая свои контакты К1.1 и К1.2.

R7H

При этом прерывается подача напряжения на сетевой трансформатор, и устройство отключается от сети, о чем сигнализирует вспыхнувшая индикаторная лампа HL1. При номинальном напряжении сети трансформатор Т1 подключен через контакты реле К 1.2. Напряжение срабатывания реле К1 устанавливается подбором сопротивления резистора R1. Для того чтобы реле осталось под напряжением после включения при повышенном напряжении, предусмотрен резистор R2, понижающий напряжение питания реле (при этом удерживается якорь реле) .—

После того как напряжение сети уменьшается до номинального значения, якорь реле отпускается и замыкает контакты К1.1 и К1.2. Устройство вновь начинает работать. Конденсатор С1 обеспечивает некоторую задержку срабатывания реле как при размыкании, так и при замыкании контактов.

Сетевой фильтр, защищающий от проникновения в электрическую сеть низкочастотных помех, выполнен на конденсаторах С2 и СЗ. Питание электромагнитного реле К1 осуществляется постоянным током, выпрямленным диодом VD1.

Сетевой понижающий трансформатор питания Т1 изготавливается на броневом магнитопроводе типа УШ с одной катушкой, на той намотано две обмотки, одна из которых — первичная, рассчитана на подключение к сети переменного тока напряжением 220 В. На вторичной обмотке действует напряжение 10,7 В на холостом ходу. Вместо самодельного трансформатора можно применить трансформатор кадровой развертки типа ТВК-110, использовав только одну вторичную обмотку.

Активная площадь поперечного сечения стали основного стержня должна быть не менее 5 см . Первичная обмотка намотана обмоточным проводом марки ПЭВ-2, имеет 2900 витков диаметром 0,15 мм, вторичная обмотка — 141 виток провода ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм. Экран выполнен в один слой проводом марки ПЭВ-2 диаметром 0,21 мм.

Сетевой трансформатор обеспечивает гальваническую развязку вторичных цепей электронного термометра от сети переменного тока, расчетное значение выпрямленного напряжения и дополнительную электробезопасность эксплуатации устройства.

Выпрямитель собран на четырех диодах VD2 — VD5 малой мощности, характеризуется хорошим использованием мощности трансформатора, повышенной частотой пульсации выпрямленного напряжения, пониженным обратным напряжением на диодах и повышенным падением напряжения на диодном комплекте. Высокоточный электронный термометр предназначен для эксплуатации в различных климатических условиях при температуре окружающей среды от -25 до +50 °С, относительной влажности воздуха до 95 % при температуре +25 °С, атмосферном давлении в пределах 200.900 мм рт.ст. Широкий диапазон измеряемых температур, высокая точность, простота схемотехнического решения и небольшое число комплектующих элементов делают этот термометр универсальным устройством. Термометр можно использовать для измерения температуры в жилых помещениях, хозяйственных постройках, инкубаторах, в помещениях содержания животных, в банях и саунах, в парниках и теплицах, а также для измерения температуры сыпучих и жидких материалов, зерна, песка, бетона и почвы.

При этом в приборе изменяют лишь щуп с датчиком температуры, который можно устанавливать практически в любом месте помещения или приусадебного участка и на любом расстоянии от источника питания. Работает термометр от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. В нем использован принцип температурной зависимости изменения падения напряжения на р-п переходе от температуры при фиксированном значении тока в области положительных значений вольт-амперной характеристики для кремниевых транзисторов (переход база — эмиттер) в температурном диапазоне, зависящем от типа транзистора.

Принципиальная электрическая схема высокоточного электронного термометра, выполненного на одном операционном усилителе, приведена на рис.3.4. Термометр состоит из входного устройства с ограничителем напряжения питания, сетевого понижающего трансформатора питания Т1, выпрямителя, собранного по схеме Греца и работающего на емкостный фильтр, сенсоров температуры и устройства контроля.

Входное устройство обеспечивает подключение термометра к сети переменного тока при помощи электрического соединителя XI, смонтированного с электрическим кабелем, предохранение устройства и его входных цепей от коротких замыканий плавким предохранителем FU1, защиту от превышения сетевого напряжения релейной схемой.

Устройство защиты от превышения напряжения на садово-огородных и приусадебных участках, расположенных, как правило, в районах, где колебания сетевого напряжения имеют значительный разброс, обеспечивает сохранность термометра и повышает долговечность эксплуатации. Самодельный трансформатор Т1 можно заменить на трансформатор типа ТВК-110, ТВК-70 от телевизора; микросхему типа К553УД1 — на микросхему типов КУ552УД2, К153УД1, К153УД2, К140УД5, К140УД6, К140УД7, К140УД8, К140УД9; резисторы типа МЛТ — на |)езисторы типов ОМЛТ, МТ, ВСа, С1–4, резисторы типа СПЗ-10М — на резисторы типов СПЗ-I, СП-1, СПО; конденсаторы типа К50–3 — на конденсаторы типов К50–6, К50–12, К50–20, К50–16, конденсаторы типа К10–7В — на конденсаторы типов К10У-5, КД-2, К52–1; диоды типа Д226А — на диоды типа Д9В.

Правильно собранное устройство регулирования не требует, одна-, ко предварительно необходимо произвести градуировку шкалы прибора по контрольному термометру. При помощи резистора R9, подбирая его сопротивление, устанавливают стрелку прибора РА1 на начальную отметку шкалы, соответствующую, к примеру, нулевой температуре окружающей среды, где помещен датчик. Затем, изменяя сопротивление резистора R6, устанавливают стрелку прибора на вторую крайнюю точку шкалы, соответствующую температуре датчика 125 °С. Если переключить контакты SA3 с 1–3 на 1–2, то отображения прибора поменяются местами: если было от 0 до 125, станет от 125 до 0.

Важное значение имеют чувствительность транзисторов, используемых в датчиках температуры, и длина шлейфа, соединяющего их с прибором. В случае если эта длина превышает 100 м, то необходимо подобрать соответствующее сопротивление резисторов R4 и R5, чтобы их сопротивления вместе с сопротивлением шлейфа были одинаковыми.

Основные технические данные высокоточного электронного термометра

Номинальное напряжение питающей сети переменного тока, В . . . 220 Пределы изменения напряжения питающей сети переменного тока, В . 180.242 Напряжение переменного тока при срабатывании защитного устройства, В 245.260

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 (выводы 3

и 4), В 10,7

Пределы измерения температуры окружающей среды, °С 0.125

Точность измерения температуры, °С 0,5

Число сенсоров, подключаемых к электронному термометру. 1.5

Максимальная длина шлейфа от датчика температуры до прибора, м . 100

КПД, не менее. 0,80

Указатель Назад Вперед

При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна!

Правообладатели статей являются их правообладателями. Информация получена из открытых источников.

Лаборатория домашней безопасности

Схемы и идеи систем безопасности для самостоятельного изготовления

ВЫСОКОТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОМЕТР