Термометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

В основу работы прибора положена зависимость падения напряжения на p-n переходе кремниевого диода от температуры при протекании через него фиксированного прямого тока. Оно линейно уменьшается на 2...2,5 мВ с каждым градусом прироста температуры в интервале -60...+120 °С. Термометр, схема которого показана на рис. 1, представляет собой, по существу, милливольтметр постоянного тока. В нем принят ряд мер, уменьшающих влияние изменения температуры элементов (кроме датчика - диода VD1) на показания.

Ток датчика стабилизирован транзистором VT2, работающим в термостабильной точке выходной характеристики (ток стабилизации - приблизительно 200 мкА). Аналогичным образом транзистором VT3 стабилизирован ток в цепи формирования образцового напряжения. Оба транзистора микросхемы DA1 находятся на одном полупроводниковом кристалле и имеют идентичные параметры, одинаково зависящие от температуры. В результате показания микроамперметра РА1 зависят только от температуры датчика.

На транзисторе VT1 и стабилитроне VD2 собран стабилизатор напряжения питания термометра. Ток стока транзистора VT1 остается равным приблизительно 3,5 мА при изменении напряжения питания в интервале 8... 12 В. Это дополнительно улучшает стабильность выходного напряжения стабилизатора и показаний прибора.

Прибор собирают навесным монтажом на небольшой текстолитовой плате. Ее можно укрепить непосредственно на винтах-выводах микроамперметра РА1 - М42304 с нулевой отметкой посредине шкалы. Удобно выбирать микроамперметр таким образом, чтобы ток полного отклонения его стрелки в микроамперах соответствовал необходимому интервалу измеряемой температуры в градусах Цельсия. Тогда, не изменяя цифр на шкале, достаточно исправить указанную там единицу измерения.

Можно применить и обычный микроамперметр (с нулем в начале шкалы), подключив его по схеме, показанной на рис. 2. Но с изменением знака измеряемой температуры придется каждый раз переводить переключатель SA2 в соответствующее положение.

Транзисторы КП103Л можно заменить на КП103Ж. При возможности в качестве VT2 и VT3 нужно использовать подобранные на заводе транзисторы с близкими параметрами. К обозначению подобных транзисторов добавляют индекс Р (КП103ЖР, КП103ЛР) и поставляют их попарно в общей упаковке. Микросхему КР159НТ1 можно заменить интегральным коммутатором К101КТ1А, содержащим два транзистора с общим коллектором, или его импортным аналогом КС809. В крайнем случае можно воспользоваться двумя отдельными транзисторами, например, КТ3102 с любым буквенным индексом, но достичь высокой стабильности прибора при этом вряд ли удастся. Тем не менее подобное решение вполне допустимо, если измерительная часть прибора будет постоянно находиться в помещении со сравнительно стабильной температурой. В этой ситуации можно пойти на еще большее упрощение, заменив цепи VT2R1 и VT3R7 одинаковыми постоянными резисторами номиналом 100 кОм.

Диод VD1 размещают там, где необходимо контролировать температуру. Длина экранированной витой пары проводов, соединяющей датчик с прибором, может достигать пяти и более метров. Для устранения помех, вызванных детектированием высокочастотных сигналов близлежащих радио- и телевизионных станций, диод датчика полезно зашунтировать керамическим конденсатором емкостью не менее 0,1 мкФ. Кроме указанного на схеме КД102А в качестве датчика подойдут и другие малогабаритные кремниевые диоды. Опыт показывает, что скорость реакции на изменение температуры тем выше, чем меньше размеры диода и тоньше его выводы.

Приступая к налаживанию термометра, прежде всего следует найти термостабильные рабочие точки транзисторов VT2 и VT3. Учтите, небрежное выполнение этих операций приведет к совершенно неправильной работе прибора. Для регулировки стабилизатора тока на транзисторе VT2 последовательно с диодом VD1 или вместо него включают микроамперметр (пригоден любой из широко распространенных цифровых мультиметров) и подстроечным резистором R1 устанавливают здесь ток приблизительно 200 мкА. Поочередно нагревая транзистор паяльником и охлаждая его ватой, смоченной ацетоном, подбирают такое положение движка резистора R1, при котором ток через датчик не зависит от температуры транзистора. Аналогичным образом, включив микроамперметр в разрыв цепи R5R6, находят термостабильную рабочую точку транзистора VT3, регулируя ток подстроечным резистором R7.

Прежде чем приступать к калибровке шкалы прибора, необходимо защитить от влаги диод-датчик VD1 и места пайки к нему соединительных проводов. Защищаемые участки покрывают каким-либо бескислотным герметиком. Составы на кислотной основе (их отличает характерный запах уксуса) в данном случае непригодны, так как разъедают тонкие выводы диода и обладают заметной электропроводностью. Аккуратная герметизация защитит датчик от вредных воздействий и в процессе эксплуатации, лишь незначительно увеличив его тепловую инерционность.

Для калибровки потребуется сосуд с тающим льдом и нагревательный прибор с кипящей, желательно дистиллированной водой. Датчик опускают в тающий лед, стараясь поместить его как можно ближе к границе вода-лед. Подстроечным резистором R5 добиваются нулевых показаний микроамперметра РА1. Переносят датчик в кипящую воду и подстроечным резистором R3 устанавливают стрелку микроамперметра на отметку +100 °С. Эти операции полезно повторить несколько раз, корректируя при необходимости положения движков подстроечных резисторов. Дополнительной контрольной точкой может стать температура человеческого тела (+36,6 °С), которую, при необходимости, легко уточнить с помощью медицинского термометра.

Автор: С.Ганц, г.Губкинский Ямало-Ненецкого АО

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Машина для прореживания цветов в садах 02.05.2024

В современном сельском хозяйстве развивается технологический прогресс, направленный на повышение эффективности процессов ухода за растениями. В Италии была представлена инновационная машина для прореживания цветов Florix, созданная с целью оптимизации этапа уборки урожая. Этот инструмент оснащен мобильными рычагами, позволяющими его легко адаптировать к особенностям сада. Оператор может регулировать скорость тонких проводов, управляя им из кабины трактора с помощью джойстика. Такой подход значительно повышает эффективность процесса прореживания цветов, обеспечивая возможность индивидуальной настройки под конкретные условия сада, а также сорт и вид фруктов, выращиваемых на нем. После двухлетних испытаний машины Florix на различных типах плодов результаты оказались весьма обнадеживающими. Фермеры, такие как Филиберто Монтанари, который использовал машину Florix в течение нескольких лет, отмечают значительное сокращение времени и трудозатрат, необходимых для прореживания цветов. ...>>

Усовершенствованный микроскоп инфракрасного диапазона 02.05.2024

Микроскопы играют важную роль в научных исследованиях, позволяя ученым погружаться в мир невидимых глазу структур и процессов. Однако различные методы микроскопии имеют свои ограничения, и среди них было ограничение разрешения при использовании инфракрасного диапазона. Но последние достижения японских исследователей из Токийского университета открывают новые перспективы для изучения микромира. Ученые из Токийского университета представили новый микроскоп, который революционизирует возможности микроскопии в инфракрасном диапазоне. Этот усовершенствованный прибор позволяет увидеть внутренние структуры живых бактерий с удивительной четкостью в нанометровом масштабе. Обычно микроскопы в среднем инфракрасном диапазоне ограничены низким разрешением, но новейшая разработка японских исследователей позволяет преодолеть эти ограничения. По словам ученых, разработанный микроскоп позволяет создавать изображения с разрешением до 120 нанометров, что в 30 раз превышает разрешение традиционных м ...>>

Воздушная ловушка для насекомых 01.05.2024

Сельское хозяйство &#8211; одна из ключевых отраслей экономики, и борьба с вредителями является неотъемлемой частью этого процесса. Команда ученых из Индийского совета сельскохозяйственных исследований &#8211; Центрального научно-исследовательского института картофеля (ICAR-CPRI) в Шимле представила инновационное решение этой проблемы &#8211; воздушную ловушку для насекомых, работающую от ветра. Это устройство адресует недостатки традиционных методов борьбы с вредителями, предоставляя данные о популяции насекомых в реальном времени. Ловушка полностью работает за счет энергии ветра, что делает ее экологически чистым решением, не требующим электропитания. Ее уникальная конструкция позволяет отслеживать как вредных, так и полезных насекомых, обеспечивая полный обзор популяции в любой сельскохозяйственной зоне. "Оценивая целевых вредителей в нужное время, мы можем принимать необходимые меры для контроля как насекомых-вредителей, так и болезней", &#8211; отмечает Капил ...>>

Случайная новость из Архива Ремонт биологических часов 22.02.2017 Один из главных регуляторов наших биологических часов - это гормон мелатонин: за два часа до сна уровень мелатонина начинает расти, и мы начинаем чувствовать сонливость, а при пробуждении, наоборот, его уровень падает. Время, когда уровень гормона сохраняется высоким, называют биологической ночью, и она, очевидно, должна совпадать с ночью астрономической. Но мы уже давно не ложимся спать с вечерними сумерками и не встаем с рассветом: многие из нас идут в постель сильно за полночь, и просыпаются вовсе не с первыми лучами солнца, а потом клюют носом весь день. Дневная сонливость связана с тем, что уровень мелатонина сохраняется повышенным - гормональные часы сбиваются с ритма, оставаясь в режиме биологической ночи большую часть дня. И проблема здесь не только в том, что нам хочется спать: из-за сбитых внутренних часов организм испытывает постоянную нехватку сна, а нехватка сна, как мы сейчас уже знаем, плохо влияет на обмен веществ и повышает вероятность таких болезней, как диабет, ожирение и сопутствующие им сердечно-сосудистые расстройства. Можно ли вернуть биологическим часам прежние настройки? Ученые из Колорадского университета в Боулдере рассказывали, как это можно сделать: оказалось, что достаточно провести на природе неделю, чтобы мелатониновый ритм пришел в норму. Правда, у недельного отдыха на природе есть одно жесткое условие: с собой нельзя брать никаких электронных устройств и никаких источников искусственного освещения. Именно солнечный свет, которого на природе люди видели в четыре раза больше, чем в обычной жизни, смог привести в порядок их суточные ритмы. Дело не только в количестве солнечного света, но и в том, что днем свет был, а ночью никакого света, кроме света от пламени костра, не было. При этом сглаживались индивидуальные различия в суточных циклах между разными людьми. Среди нас есть "жаворонки", которые любят просыпаться рано, и "совы", которые любят поздно засыпать, но неделя в походе превращала "сов" в "жаворонков". Разумеется, сдвиги в мелатониновом цикле происходили у всех, но у "сов" они были самыми заметными. Изменения были не только в уровне гормона - после пребывания на природе у людей исчезла дневная сонливость. Впоследствии оказалось, что неделя - это даже слишком много, хватит двух дней. Кеннет Райт и его коллеги повторили эксперимент с четырнадцатью молодыми людьми в возрасте от 20 до 30 лет - девятеро из них отправились за город на выходные, пятеро остались в городе. Всего через два дня на природе суточные колебания мелатонина приблизились на один час к своей норме. Если сравнивать с недельным (точнее, шестидневным) походом, то двухдневные изменения составляли 69% от гормональных изменений, которые происходят за шесть дней. Проще говоря, за двое суток без искусственного света и без гаджетов биологические часы приходили в норму более чем наполовину.

Другие интересные новости:

▪ Земные бактерии могли попасть на Марс

▪ Дроны и коронавирус

▪ Создана самая высокая ракета

▪ Датчик для биометрической аутентификации по дыханию

▪ Велотренажер для метавселенной

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Авиакатастрофы. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как родился бог Дионис? Подробный ответ

▪ статья Табак виргинский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Гроза, статика и антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Упругие монеты. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

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

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024