Універсальний електронний термометр Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

 Коментарі до статті

Описаний термометр дозволяє вимірювати температуру в окремих точках двигуна, трансформатора, корпусу транзистора, діода, жала паяльника та інших пристроїв. Діапазони вимірюваних температур - 0...100°З 0...1000°С .

Датчиком температури термометра служить термопара "хромель-алюмель", зварена з тяганини діаметром 0.2 мм. Величина створюваної термопарою ЕРС пропорційна, як відомо, різниці температур "гарячого" та "холодних" її кінців. В електронному термометрі, про який йдеться, передбачена автоматична компенсація температури холодних кінців термопари t. ("кімнатної") про те. щоб вимірювальний пристрій показував температуру об'єкта t. а не її різницю: t - t.

Принципова схема термометра показано малюнку.

Він складається з вимірювального моста (VT1, VT2, RK1, R1-R5). стабілізатора напруги живлення (VT3, VT4, R6), термопари ВК1. підсилювача напруги (DA1, DA2, R7-R11, SA1), мікроамперметра РА1, вимикача живлення SA2 та джерела живлення GB1.

У нижні плечі вимірювального моста включені мідний терморезистор RK1 та резистор R3, у верхні - стабілізатори струмів цих резисторів на транзисторах VT1 та VT2. а в його вимірювальну діагональ - термопара ВК1 та неінвертуючі входи мікросхем DA1, DA2 підсилювача напруги. Завдяки дуже великому вхідному опору підсилювача струм у вимірювальній діагоналі практично відсутня, і його вхідна напруга (Uw) не впливає падіння напруги на резисторах R3. RK1 та провідників термопари. Холодний спай термопари повинен знаходитись у корпусі термометра.

При зміні температури t (при постійній t) напруга на терморезистори RK1 (Urk1) і ЕРС термопари Е змінюються б протифазі так, що їх сума завжди залишається постійною. Щоб нуль на шкалі вимірювального приладу РА1 відповідав температурі 0°З показання термометра не залежали від температури tk, напруга на резисторі R3 встановлюється рівним URз = UПк10 = K/LRx. (1). де Urk1o - напруга RK1 при t.=0°C; К – коефіцієнт термоЕРС термопари: LRK1 – температурний коефіцієнт опору резистора RK1. Залежність (1) справедлива при дотриманні нерівності: LRk1 " LR3 (2). Цю умову легко виконати, якщо RK1 намотати мідним проводом, а в якості R3 використовувати резистор МЛТ. При дотриманні вимог (1) і (2) вхідна напруга Uk = K ·t(3) Ця ж напруга буде додана до резистора R8 (в діапазоні вимірюваних температур 0...10СГС) або до резистора Р9 (в діапазоні 0...1000Х), оскільки ОУ DA1 включений за схемою повторювача напруги, а ОУ DA2 - за схемою неінвертуючого підсилювача Отже, струм у ланцюгу зворотного зв'язку РА1 R10 дорівнюватиме: loc=Uвх/R, де R - опір резистора R8 або R9 З урахуванням рівності (3) ? тобто струм через мікроамперметр РА1 прямо пропорційний температурі об'єкта t.

Як РА1 використаний мікроамперметр на 100 мкА. Резистор RK1 намотаний пластинкою з текстоліту 20x10 мм товщиною 1 мм ізольованим мідним дротом діаметром 0.1 мм до опору 60... 100 Ом. Транзистор VT3 включений як стабілізатор напруги вимірювального моста. Його функції може виконувати будь-який малопотужний кремнієвий транзистор з напругою пробою переходу база-емітер нижче 7 Ст. VT1 - не більше 2 В. a VT4 - не більше 1 В. Сума напруги відсічення транзистора VT2 і напруги стабілізації транзистора VT4 повинна бути меншою за напругу батареї GB4. і чим менша ця сума, тим при глибшому розряді батареї термомеф збереже працездатність.

Мікропотужні ОУ застосовані лише з міркувань мінімального енергоспоживання. При живленні термометра від мережі як DAI, DA2 бажано застосувати прецизійні ОУ. Підстроювальні резистори R2, R5, R8, R9 - багатооборотні - СП5-2В або інші подібні до них. Інші резистори - МЛТ-0.125.

Налагодження термометра начічають із розрахунку напруги UR3. Для термопари "хромель-алюмель" К = 4.065 10-2 мВ/°С. Для міді LRK1 = 4.3 · 10-3/°С. Користуючись рівністю (1). отримуємо URc = 4.065 · 10-2 / 4.3 '10-3 = 9,453 мВ. Далі, замкнувши вимикач SA2. паралельно резистори R3 підключають вольтметр (бажано цифровий) і резистором R5 встановлюють розраховану напругу з максимально можливою точністю. Після цього перемикач SA1 переводять у положення "100 °". опускають спай термопари в посудину з льодом, що тане, і резистором R2 встановлюють стрілку мікроамперметра РА1 на 0. Якщо у резистора R2 або П5 не вистачає меж регулювання, то слід замінити відповідно резистора R1 або R4. Потім спай опускають термопари в посудину з киплячою водою і резистором R8 встановлюють стрілку РА1 на останній поділ шкали - 100 мкА. Далі, не виймаючи термопару з окропу, переводять перемикач SA1 в положення "1000 °" і резистором R9 встановлюють стрілку РА1 в положення 10 мкА. У цьому налагодження закінчують.

При експлуатації приладу зашкалювання стрілки РА1 на межі вимірювання 100°С при кімнатній температурі говорить про розрядку батареї живлення GB1 та необхідність її заміни. Максимальна напруга живлення термометра визначається допустимою напругою живлення ОУ (для мікросхем К140УД12 UMa.c=15 В) або допустимою напругою сток-затвор транзистора VT4 плюс напруга стабілізації переходу база-емітер транзистора VT3. Мінімальна напруга живлення різна сумі напруги стабілізації VT3 і напруги відсічення транзистора VT4 (у автора Uмін становило 7,5 В) Струм, споживаний термометром, - 0,6 ... 0,9 мА.

При вимірі негативних температур слід поміняти місцями кінці підключення термопари до термометра.

Термопара "хромель-алюмель" застосована автором через її високу робочу температуру (до 1300°С). Якщо межа вимірюваних температур не перевищує 500°С, можна взяти термопару "хромель-копель" або зварити термопару з іншої, наявної, пари металів (сплавів). Очевидно, що нова пара матиме вже іншу величину коефіцієнта термоЕРС і відповідно інше значення Ug. Величину коефіцієнта можна розрахувати, взявши з довідника величини термоЕРС цих металів у парі з платиною і відняти їх один з одного, або визначити значення До експериментально. Для цього термопару слід підключити до цифрового мілівольтметра і помістити її спай спочатку в посудину з льодом, що тане, а потім в посудину з киплячою водою, записуючи кожен раз показання вольтметра (з урахуванням знака). Потім потрібно знайти різницю отриманих значень і розділити на 100.

На закінчення хотілося б відзначити переваги термопар перед іншими датчиками температури. По-перше, малі габарити (діаметр кульки спаю термопари, звареної з дроту діаметром 0,2 мм, не перевищує 0,5 мм; якщо дріт тонший, то і кулька буде меншою). По-друге, взаємозамінність, тобто можливість періодичного підключення до одного термометра будь-якого числа термопар, встановлених на різних об'єктах або в різних точках одного об'єкта. З напівпровідниковими терморезисторами чи діодами це неможливо через розкидання їхніх параметрів. По-третє, висока робоча температура, що робить термопару незамінною при вимірі температури вище 15°С. По-четверте, незначна вартість та простота виготовлення та ремонту. По-п'яте, у переважній більшості випадків відсутність необхідності ізоляції термопари від навколишнього середовища навіть при вимірюванні температури електролітів. Через малу величину термоЕРС електрохімічний процес у термопарі неможливий, тому електроліт її не замикає, природно, за умови, що матеріали самої термопари хімічно не взаємодіють з даним електролітом.

Автор: В.Бурков, м.Іванове

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Імплантований стимулятор мозку 30.04.2024

В останні роки наукові дослідження в галузі нейротехнологій зробили величезний прогрес, відкриваючи нові обрії для лікування різних психіатричних та неврологічних розладів. Одним із значних досягнень стало створення найменшого імплантованого стимулятора мозку, представленого лабораторією Університету Райса. Цей новаторський пристрій, який отримав назву Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), обіцяє революціонізувати методи лікування, забезпечуючи більше автономії та доступності для пацієнтів. Імплантат, розроблений у співпраці з Motif Neurotech та клініцистами, запроваджує інноваційний підхід до стимуляції мозку. Він живиться через зовнішній передавач, використовуючи магнітоелектричну передачу енергії, що виключає необхідність дротів та великих батарей, типових для існуючих технологій. Це робить процедуру менш інвазивною та надає більше можливостей для покращення якості життя пацієнтів. Крім застосування у лікуванні резист ...>>

Сприйняття часу залежить від того, на що людина дивиться 29.04.2024

Дослідження у галузі психології часу продовжують дивувати нас своїми результатами. Нещодавні відкриття вчених з Університету Джорджа Мейсона (США) виявилися дуже примітними: вони виявили, що те, на що ми дивимося, може сильно впливати на наше відчуття часу. У ході експерименту 52 учасники проходили серію тестів, оцінюючи тривалість перегляду різних зображень. Результати були дивовижні: розмір і деталізація зображень значно впливали на сприйняття часу. Більші і менш захаращені сцени створювали ілюзію уповільнення часу, тоді як дрібні та більш завантажені зображення викликали відчуття його прискорення. Дослідники припускають, що візуальний безлад чи перевантаження деталями можуть утруднити наше сприйняття навколишнього світу, що у свою чергу може призвести до прискорення сприйняття часу. Таким чином було доведено, що наше сприйняття часу тісно пов'язане з тим, що ми дивимося. Більші і менш ...>>

Випадкова новина з Архіву Емоції робота 20.04.2007 На думку британських учених із Хартфордширського університету, домашній робот має бути здатним навчитися жити разом із людьми. "Якщо роботи в майбутньому будуть інтегровані в повсякденне життя людей, вони не повинні бути автоматами, які можна зняти з полиці в магазині і відразу ж почати використовувати. Робот повинен вчитися, як йому слід поводитися в тій чи іншій ситуації. А для цього потрібно навчити його розпізнавати та виявляти емоції. Наприклад, якщо людина заплакала, роботу необхідно розуміти: чи йти їй на допомогу чи краще кудись сховатися, щоб не заважати", - каже Лола Каньямеро, координатор проекту FEELIX GROWING, який виконується за Шостою рамковою програмою Єврокомісії . Мета цього проекту – розробка автономного робота, здатного взаємодіяти з людьми у повсякденній обстановці. Торік Лола Каньямеро вже намагалася вивести створеного нею робота за межі лабораторії та домовилася з мешканцями сусіднього будинку, щоб він пожив у них. Отримані в результаті цієї роботи дані і дозволили висунути ідею про те, що для можливості інтеграції робота в людське суспільство робот має розвиватися в емоційному плані та звикати до свого господаря.

Інші цікаві новини:

▪ Домашня камера спостереження D-Link DCS-8200LH HD

▪ Новий процесор RAMTRON FM4005

▪ Роботи грають у пісочок

▪ Склад Землі відрізняється від потенційно населених планет

▪ Хлорпірифос викликає ризик ожиріння

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Студенту на замітку. Добірка статей

▪ стаття Гарматне м'ясо. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке пам'ять? Детальна відповідь

▪ стаття Під тиском. Дитяча наукова лабораторія

▪ стаття Універсальний автомобільний USB-адаптер К-, L-ліній. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Зникнення вази з водою. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

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

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024