Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

  

Техніка і електроніка

 

Електронні пристрої для будинку


 

8. Електронний термометр

  

 

Якщо взяти звичайний діод і пропустити через нього невеликий постійний струм, то на ньому можна знайти падіння напруги. Якщо при цьому діод трохи нагріти, то це напруга злегка знижується. Такий же ефект виникає в переходах між емітерної і базової областями транзисторів, що створює певні труднощі при конструюванні прецизійних підсилювачів постійного струму. Зміна падіння прямого напруги в залежності від температури носить лінійний характер, тому це явище можна використовувати для створення електронного термометра.

Електронні термометри мають певні переваги перед біметалічними і ртутними. Вони легко градуируются на будь-який потрібний діапазон, тому на їх основі можна сконструювати чутливий термометр для вимірювання температури фотографічних розчинів або індикатор кімнатної температури з розширеним діапазоном. Діод можна вбудувати в зонд і використовувати його для вимірювання температури рідини або температури всередині холодильників, печей, духовок і т. д. При невеликих розмірах діод має малою тепловою інерцією, що забезпечує в багатьох випадках швидке зняття точних свідчень. Вихідний сигнал термометра можна використовувати для управління різними системами і пристроями, наприклад системами опалення. Зняття показань температури з допомогою електронного термометра також не представляє труднощів, так як його шкала так само зрозуміла, як і будь-якого шкала вимірювального приладу.

Для схеми термометра потрібно точний джерело опорного напруги, який будується, як правило, із застосуванням операційних підсилювачів. При цьому конструкція схеми при наявності окремого джерела харчування досить проста. На рис. 8.1 представлена схема електронного термометра, в якій інтегральні мікросхеми D1 і D2 безпосередньо використовуються для створення стабілізованого джерела напруги. Стабілітрон VD2 використовується для створення опорної напруги, яке подається на інтегральну мікросхему D2, включену по схемі повторювача з одиничним посиленням, і забезпечує напругу 5,6 Ст. Ця напруга є центральної (середньої) точкою відліку напруги джерела живлення. Інтегральна мікросхема D1 з допомогою резисторів R2 і R3 порівнює зменшене вдвічі позитивне напруга з опорною напругою і управляє, таким чином, запуском транзистора VT1. При цьому виробляються стабілізовані напруги +5,6 +11,2 Ст. Така схема являє собою відмінний джерело харчування, який використовувався автором у багатьох пристроях. Крім своєї простоти і точності ця схема може працювати з вхідними напругами, перевищують вихідна напруга на 0,1 В (напруга насичення транзистора VT1), в той час як більшість промислових стабілізаторів вимагає різниці в напругах не менше 2 Ст.

Діод VD1 у схемі на рис. 8.1 використовується як термочутливий елемент, який живиться через резистор R5 невеликим постійним струмом. Змінний резистор RP1 служить для зміщення опорного напруги приблизно на 0,6 В, забезпечуючи корекцію "нуля" схеми. Інтегральна мікросхема D3 включена як неінвертуючий підсилювач постійного струму з посиленням, регулюються з допомогою змінного резистора RP2, і призначена для регулювання діапазону. Резистор R9 забезпечує вимірювання напруги в діапазоні приблизно 0-1 Ст.

Схема збирається на платі з 24 мідними смугами на 37 отворів у кожній. На рис. 8.2 показана фольгована сторона плати 32 розрізами, а на рис. 8.3 дано розташування елементів на платі, в якій є 20 перемичок. Розташування діода VD1 залежить від застосування термометра. Якщо для вимірювання температури потрібно зонд, то його можна виготовити з кулькової ручки, на кінчику якої з допомогою гумового клею зміцнюється цей діод.

Налаштування схеми являє собою досить цікавий процес. Наприклад, необхідно відградуювати шкалу в діапазоні від 0 до 100 °С. Для цього потрібно дві посудини з водою відомої температури, скажімо 20 і 80 °С. Потім у посудину з водою, температура якої 20 °С, кладуть зонд, а змінний резистор RP2 налаштовується на показання шкали, що відповідає 80 °С. Цей процес повторюється до тих пір, поки не будуть зняті правильні показання для кожної точки, після чого градуювання закінчується. Наприклад, можна відградуювати температурну шкалу з діапазоном від 16,5 до 30 °С для вимірювання кімнатної температури. При цьому похибка шкали становить 2%. Так як для живлення мікросхеми необхідні джерела живлення з напругою від 12 до 25, то це дає можливість використовувати термометр в автомобілі.

    

 «Електронні пристрої для дому» Наступна сторінка >>>

 

Інші книги розділу: Довідник з ремонту побутової техніки Холодильники: ремонт, експлуатація "Технічна творчість"