Термостабилизатор с широким интервалом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

В этом устройстве (в отличие от большинства других, описанных в радиолюбительской литературе) в качестве датчика использована термопара. Это заметно расширяет области применения предлагаемого прибора. Он подойдет не только для теплиц и овощехранилищ, но и для сушильных шкафов и даже электропечей.

Стабилизатор поддерживает температуру в заданных пределах, включая и выключая электронагреватель. Максимальный ток коммутируемой нагрузки (нагревателя) - 0,1 А при напряжении 220 В, а с дополнительным симистор-ным ключом - 80 А. Интервал контролируемых температур 0...500 °С с хромель-копелевой термопарой или 0... 1200 °С с хромель-алюмелевой. Текущее значение температуры отображается на светодиодном цифровом индикаторе. Погрешность измерения - не более 1,5 % верхней границы интервала. Точность термостабилизации во многом зависит от тепловых характеристик объекта (термокамеры и находящихся в ней предметов) и взаимного расположения термопары и нагревателя.

Принципиальная схема прибора изображена на рис. 1. Напряжение, развиваемое термопарой ВК1 и усиленное ОУ DA1.4, поступает на входы ОУ DA1.1 - DA1.3, служащие компараторами. Пороги их срабатывания заданы делителями напряжения на резисторах R1-R3, R7- R10. Резистором R2 устанавливают температурный порог, ниже которого должен быть включен нагреватель ЕК1. Разность температур включения и выключения нагревателя регулируют резистором R8. С помощью резистора R9 устанавливают порог срабатывания компаратора на ОУ DA1.3. При превышении этого порога компаратор срабатывает, транзистор VT1 открывается, в результате светодиод HL1 зажигается, сигнализируя о недопустимом повышении температуры в контролируемой зоне.

(нажмите для увеличения)

Цепи VD2R14C2 и VD3R17C4 защищают входы триггера DD1.1 от отрицательного напряжения на выходах ОУ и помех. В зависимости от состояния компараторов DA1.1 и DA1.2 на выходе 5 триггера устанавливается низкий или высокий логический уровень. Второй триггер (DD1.2) служит для синхронизации моментов включения и выключения нагревателя с нулевой фазой напряжения в сети, что значительно уменьшает создаваемые прибором помехи. На вход С триггера DD1.2 поданы импульсы, формируемые с помощью оптрона U1 из напряжения вторичной обмотки трансформатора питания Т1.

С выходом 9 триггера DD1.2 соединен вход ключа на транзисторе VT2. В коллекторную цепь транзистора включены светодиод HL2 (сигнализирующий о включении нагревателя) и светодиод оптрона U2. Выключатель SA1 служит для принудительного выключения нагревателя.

Тиристор оптрона U2 находится в диагонали диодного моста VD5 и коммутирует нагрузку - электронагреватель ЕК1. Естественно, потребляемый нагревателем ток не должен превышать допустимых для тиристора и моста значений- Более мощный нагреватель можно подключить по схеме, показанной на рис. 2.

Симистор VS1 должен быть снабжен теплоотводом.

Узел отображения текущей температуры и ее заданного значения собран на микросхеме DA4 К572ПВ2 (зарубежный аналог - ILC7107), подробное описание которой можно найти в [1]. Микросхема включена по типовой схеме, с ее выходами соединены семиэлементные светодиодные индикаторы HG1-HG4. Если необходимо, можно применить жидкокристаллический индикатор, заменив микросхему К572ПВ2 на К572ПВ5, как описано, например, в [2].

Если кнопка SB1 не нажата, на вход 30 DA4 поступает пропорциональное текущей температуре напряжение с выхода ОУ DA1.4. В противном случае DA4 измеряет напряжение, пропорциональное установленной резисторами R2 и R8 температуре включения нагревателя.

Узел питания состоит из трансформатора Т1 с выпрямителем на диодном мосте VD1 и двух интегральных стабилизаторов напряжения - DA2 (+5 В) и DA3 (-5 В). Напряжение питания коллекторных цепей транзисторов VT1, VT2 не стабилизирово. Габаритная мощность трансформатора Т1 - 5...10 Вт, вторичная обмотка - напряжением 15...20 В с отводом от середины.

В приборе могут быть использованы постоянные резисторы МЛТ, подстроечные - СП5-2, переменный (R2) - СПЗ-45, конденсаторы К73-17 (С10, С12, С13), оксидные - К50-35 или их зарубежные аналоги, остальные - керамические, например, КМ-6. Оптрон АОУ115Г можно заменить на ЗОУ1ОЗГ Вместо светодиодных индикаторов SA08-11HWA фирмы Kingbright пригодны и другие с общим анодом, например, Paralight A-561SRD или КЛЦ402В - КЛЦ402Е.

В диапазоне температур 0...1200°С в качестве термопары ВК1 применяют готовую хромель-алюмелевую чувствительностью 40,65 мкВ/С. Если максимальная температура не более 500 °С, подойдет и хромель-копелевая (72,85 мкВ/°С). В этом варианте номинал резистора R2 уменьшают до 2,2 кОм.

В случае отсутствия готовых термопару изготавливают самостоятельно, соединив точечной сваркой концы отрезков проволоки из соответствующих сплавов и подключив к их противоположным концам обычные медные провода длиной до нескольких метров. Экранировать эти провода нет необходимости, однако не следует прокладывать их вблизи силовых цепей или проводов, по которым текут значительные высокочастотные и импульсные токи. О некоторых особенностях устройства и применения термопар можно прочитать, например, в [3].

Настройка прибора заключается в установке подстроечным резистором R6 правильных показаний светодиодного индикатора при минимальной, а резистором R11 - при максимальной температуре. Эти регулировки взаимозависимы, поэтому их необходимо повторить несколько раз. Чтобы добиться требуемого для хромель-копелевой термопары коэффициента усиления ОУ DA1.1, потребуется уменьшить номинал резистора R13. В заключение резистором R8 устанавливают требуемую разность температур включения и выключения нагревателя, а резистором R9 - порог включения сигнализации об аварийном перегреве.

Известно, что ЭДС, генерируемая термопарой, пропорциональна не абсолютным значениям, а разности температур ее "горячего" и "холодного" спаев. Чтобы исключить вызванную этим дополнительную погрешность, необходимо позаботится о постоянстве температуры "холодного" (нерабочего) спая термопары или компенсации ее изменений. Одна из возможных схем узла компенсации показана на рис. 3.

Нумерация деталей на нем продолжает начатую на предыдущих рисунках. Термочувствительную микросхему DA5 К1019ЕМ1 [4] располагают в непосредственной близости от "холодного" спая и по возможности в тепловом контакте с ним. Часть выходного напряжения микросхемы DD1 складывается с генерируемым термопарой ВК1. При соответствующем соотношении сопротивлений резисторов R30 и R31 напряжение на входе ОУ DA1.4 будет зависеть только от температуры "горячего" спая.

Литература

1. Ануфриев Л. Мультиметр на БИС. - Радио, 1986, № 4, с. 34-39.
2. Бирюков С. Применение АЦП КР572ПВ5. - Радио, 1998, № 8, с. 62- 65.
3. Бурков В. Универсальный электронный термометр. - Радио, 2000, № 11, с. 34, 35.
4. Бирюков С. Микросхемы-термодатчики К1019ЕМ1, К1019ЕМ1А. - Радио, 1996, № 7, с. 59, 60.

Автор: В.Тушнов

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Создан искусственный организм с одной хромосомой 12.08.2018 Ученые уже давно ставят опыты на дрожжах, но недавно они добились удивительного результата: вывели дрожжевой грибок с одной-единственной хромосомой. Еще в прошлом году ученые сумели довести количество хромосом в дрожжах до шести штук, а в этом их количество сократились до одной. При этом функционирование дрожжей практически не изменилось. В новом исследовании участвовали две группы. Первая, из Медицинской школы Нью-Йоркского университета, сумела с помощью CRISPR сократить число хромосом в дрожжах с 16 до двух. Второй же группе, из Китая, удалось добиться еще большего результата, и она вывела дрожжи лишь с одной хромосомой. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature. С помощью CRISPR каждая команда смогла связать хромосомы воедино, в конце концов радикально сократив их число. И дрожжи при этом не стали функционировать по-другому. Дрожжи с двумя хромосомами выжили после процедуры, стали делиться и расти также, как и их нормальные сородичи, а вот дрожжи с одной хромосомой стали делиться несколько медленнее. Ни одна из новых разновидностей не могла вступать в связь со стандартными дрожжами. Это неспособность вступать во взаимодействие и делиться с другими дрожжами означает, что ученые вывели новый вид, и в будущем такая особенность может быть крайне полезна. Например, исследователи могут взять виды дрожжей, способные разлагать сельскохозяйственные отходы, создавая из них биотопливо, и спокойно выпускать из лаборатории, не опасаясь, что те вступят в контакт с естественными видами. Исследование в будущем может помочь понять механизм образования хромосомных аномалий в человеческих клетках, которые способны привести к выкидышу или синдрому Дауна у ребенка.

Другие интересные новости:

▪ Новый принцип генерации рентгеновского излучения

▪ Новые инфракрасные излучающие светодиоды до 180 МВт/стер

▪ Стоматологи каменного века

▪ Ученые научились стирать воспоминания

▪ Озоновая дыра должна исчезнуть

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Музыканту. Подборка статей

▪ статья Большой скачок. Крылатое выражение

▪ статья Как воду делают питьевой? Подробный ответ

▪ статья Оператор мотального автомата. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Прибор для проверки транзисторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Генераторы и синхронные компенсаторы. Общие требования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026