|
|
Термометр Дом-улица Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Этот цифровой прибор имеет два переключаемых датчика и позволяет поочередно контролировать температуру воздуха в помещении и за его пределами. Крупные яркие светодиодные индикаторы дают возможность пользователю получать информацию о температуре как днем, так и ночью. Прибор (рис. 1) выполнен на базе аналого-цифрового преобразователя (АЦП) КР572ПВ2А - DD3 [1]. Датчики температуры - специально предназначенные для этой цели микросхемы К1019ЕМ1 - DA1. DA2 (2). Эти микросхемы могут рассматриваться как стабилитроны с малым дифференциальным сопротивлением (менее 1 Ом) и напряжением стабилизации, пропорциональным абсолютной температуре. Рабочий ток через них (около 1 мА) определяется резисторами R1 и R2.
(нажмите для увеличения) Датчики выбираются ключами на элементах DD2.1 и DD2.3. которыми управляют мультивибратор на микросхеме DDI и переключатель SA1. В положении "П" (помещение) этого переключателя на входе элемента DD1. 1 присутствует низкий логический уровень, на выходе элемента DD1.3 - высокий. Последний открывает ключ DD2.3, и на вход 31 АЦП DD3 поступает сигнал с установленного в корпусе термометра датчика DA2. В этом случае термометр индицирует температуру внутри помещения. Высокий логический уровень с выхода элемента DD 1.3 открывает также ключ DD2.4 и напряжение, поступающее на выв. 2 и 6 индикатора HG1, зажигает его сегменты а и е Вместе с постоянно включенными сегментами b, с и f они высвечивают на индикаторе букву ТТ. Если переключатель SAJ находится в положении "У" (улица), открыты ключи на элементах DD2.1. DD2.2 и напряжение на АЦП подается с датчика DA 1. установленного на улице. На индикаторе HG1 высвечивается при этом буква "У". В среднем положении переключателя SA1 работает мультивибратор DDI и к входу 31 ЛЦП поочередно на 2...3 с подключаются датчики DA1 и DA2. Синхронно с их подключением на индикаторе HG1 высвечиваются буквы "У" и "П". Чтобы при температуре О С показания термометра были нулевыми, на вход АЦП следует подать сигнал, уровень которого был бы равен разности напряжения на датчике и образцового напряжения 2,732 В [2]. Это напряжение должно поддерживаться с высокой стабильностью, а температурный коэффициент напряжения (ТКН) встроенного в микросхему КР572ПВ2А источника слишком велик. По этой причине в описываемом приборе в качестве источника образцового напряжения используется микросхема DA5 КР142ЕН19 [3]. обладающая весьма малым ТКН. Эта микросхема выполняет функции регулируемого прецизионного стабили трона. Необходимое напряжение 2.732 В устанавливается подстроечным резистором R10, а рабочий ток через микросхему и делитель R10R 11 (около 6 мА) задается резистором R12. Измеряемой температуре 100°С соответствует напряжение между входами +Uuk, (выв. 31) и -Uuu. (выв. 30) АЦП DD3. равное 1 В. А чтобы на индикаторах HG2 - HG5 высвечивались при этом знаки 100.0 на входы +Uобр (выв. 36) и -Uобр (выв. 35) АЦП DD3 необходимо подать образцовое напряжение 1 В. Оно снимается с движка подстроечного резистора R14. Частота работы генератора АЦП 50 кГц выбрана из стандартного ряда [ 1] и задана элементами С12 и R16. Номиналы элементов интегратора R17 и С13 и конденсатора автокоррекции нуля С14 соответствуют приведенной частоте генератора и величине образцового напряжения 1 В. Конденсаторы С1 и С2 защищают датчики от наводок, а С4 исключает генерацию внутреннего источника опорного напряжения -2.9 В. Для указания знака измеряемой температуры (а при необходимости и первой ее цифры "1") установлен индикатор HG2. Через его горизонтальный элемент с постоянно течет ток. заданный резистором R18. В результате этот элемент светится и формирует знак Полярность напряжения, поступающего на входы +Uвх и -Uвх АЦП. противоположна обычной, поэтому при плюсовой температуре на выходе 9 первого разряда АЦП присутствует низкий логический уровень, включающий дополнительно два вертикальных элемента d и е индикатора HG2. которые и формируют знак "+". Цифра "1" включается на индикаторе HG2 лишь тогда, когда измеряемая температура равна или превышает 100°С. Напряжение питания всего прибора (-9 В) стабилизировано стабилизатором на микросхеме DA4 (4). Для питания индикаторов HG1 - HG5 используется напряжение -5 В. сформированное стабилизатором DA3. На рис. 1 указаны напряжения относительно верхнего по схеме провода питания. Все детали устройства, кроме датчика DA1, переключателя SA1 и трансформатора литания (на схеме не показан) установлены на односторонней печатной плате размерами 85x105 мм из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм (рис. 2). Штриховыми линиями показаны навесные проводники, их можно выполнить и в виде печатных дорожек на второй стороне платы.
При монтаже в основном использованы резисторы МТ и МЛТ. РИЗ. R15 - С2-29В, но и их можно подобрать из числа МТ или МЛТ с погрешностью 1...2 %. В качестве оксидных конденсаторов применены малогабаритные зарубежные аналоги отечественных К50-35; С5, С13, С14 - К73-17, остальные - КМ-5 и КМ-6. Подстроечные резисторы - СПЗ-19а. Переключатель SA1 - малогабаритный тумблер со средним положением ПТ23-2Б. Микросхему К1019ЕМ1 (DA1, DA2) можно заменить на LM335. а КР142ЕН19 (DA5) - на TL431 или LM431. Микросхемы DA3 и DA4 - любые интегральные стабилизаторы на напряжения соответственно -5 В (например, КР1162ЕН5Б. КР1179ЕН5 или импортные - 79М05.7905 с любыми префиксами и суффиксами) и -9 В (например, КР1168СН9. КР1162ЕН9А, КР1162ЕН9Б, КР1179ЕН9,79L05,79М09.7909 [4]). Микросхема DA3 установлена на ребристый теплоотвод размерами 25x25x10 мм. Индикаторы - импортные с высотой знаков 20 мм и большой яркостью свечения при токе через элемент 5 мА - именно такой ток обеспечивает микросхема КР572ПВ5А. В качестве HG1, HG3 - HG5 подойдут индикаторы HDSP-3901 фирмы Хьюлетт-Паккард, единообразные по оформлению с HD3P-3906 (HG2). Можно также применить и любые индикаторы с общим анодом и достаточной яркостью свечения при указанном токе. Из отечественных - это индикаторы красного свечения с высотой знаков не более 7.5 мм - АЛ305А-АЛ305Г, АЛ309А- АЛ309Е. АЛC312А, АЛC312Б, АЛC324А. АЛC324Б. На место HG2 допустимо установить индикатор АЛC326А. При отсутствии специализированного индикатора для указания знака температуры и пер-.вой цифры "±1" можно использовать обычный семиэлементный индикатор. В этом случае знак "+" не индицируют, а для знакаиспользуют элементу индикатора. Подключение входов +Uвх и - Uвх микросхемы 003 (выводы 31 и 30) к остальной части устройства надо будет поменять местами. Плата помещена в корпус, склеенный из органического стекла, передняя стенка - цветная прозрачная. В верхней и нижней стенках просверлено максимально возможное число вентиляционных отверстий диаметром 6 мм. Датчик DA1 подключен к термометру экранированным проводом (экран должен быть соединен с плюсовым выводом кон денсатора С1) длиной до 5 м. Его необходимо загерметизировать эпоксидной смолой, поместив в отрезок металлической трубки, и установить на северной наружной стороне дома под свесом крыши так, чтобы на него не попадали прямые солнечные лучи. В качестве трансформатора питания использован сетевой адаптер RW900 [5], из которого удалены все лишние элементы. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора включен резистор МЛТ-2 сопротивлением 1 кОм. Его сопротивление уточняют с тем. чтобы напряжение на конденсаторе С9 составляло 20...22 В. Можно также использовать любой трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 7,5...8 В при токе 150 мА. Регулировка термомефа несложна. Поместив датчик DA1 в тающий снег или лед (но не в воду со льдом), подстроечным резистором R10 нужно добиться нулевых показаний на индикаторах при установке переключателя SA1 в положение "У". Далее датчик опускают в воду, нагретую до 30...40Х. температура воды должна при этом контролироваться точным термометром. Затем подстроечным резистором R14 необходимо установить соответствующие показания на индикаторах. В заключение следует перевести переключатель SA1 в положение "П", рядом с настраиваемым термометром в корпусе на стену помещения повесить образцовый термометр и спустя 20...30 мин подстроечным резистором R3 добиться равенства их показаний. Диапазон измеряемых температур -40...+40°С, точность в основном определяется калибровкой, максимально достижимое значение порядка ±0,2°С. Литература
Автор: С.Бирюков, г.Москва
журналы Радиомир (годовые архивы) журналы Силовые машины (годовые архивы) книга Измерение сопротивлений заземления опор ВЛ. Целебровский Ю.В., Микитинский М.Ш., 1988 книга Катодный повторитель. Каминир Л.Б., 1955 статья Бортовая система контроля автомобиля с речевым выводом информации справочник Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
|
Смотрите другие статьи раздела