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:

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Электрический грузовой велосипед Cargo Buddy 27.06.2023 Немецкая компания Ruff Cycles, нацеленная на участие в городской мобильности, представила электрический грузовой велосипед Cargo Buddy. Разработчики вдохновились миром хип-хопа и непринужденной уличной эстетикой, создав уникальный дизайн велосипеда. Cargo Buddy обладает простой трубчатой рамой и широкими четырехдюймовыми шинами, что позволяет ему иметь высокий клиренс и превосходную проходимость. В передней части расположена грузовая корзина, в которой можно перевозить до 80 кг груза или разместить ребенка. Максимальная грузоподъемность велосипеда составляет 260 кг, включая вес водителя. В отличие от большинства грузовых велосипедов, Cargo Buddy имеет компактные размеры. Его длина составляет 2350 мм, а ширина - 780 мм. Также у этого немецкого велосипеда имеется длинное седло, позволяющее водителю разместить ребенка перед собой. Велосипед оснащен двигателем Bosch Performance Line CX с крутящим моментом 85 Нм (мощность не указана), трансмиссией Shimano и аккумулятором емкостью 500 Втч. Заявляется, что заряда аккумулятора достаточно для ежедневных поездок по городу, хотя точных цифр не приводится. Вес Ruff Cycles Cargo Buddy составляет 47 кг.

Другие интересные новости:

▪ 7-нм настольные APU Renoir - Ryzen 4000G, PRO 4000G и Athlon PRO 3000G

▪ Остатки планктона расскажут о древнем климате

▪ Плесень на стенах вызывает галлюцинации

▪ Новый способ пастеризации молока

▪ Энергию можно хранить в воздухе

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гирлянды. Подборка статей

▪ статья Отставной козы барабанщик. Крылатое выражение

▪ статья Сколько у Земли лун? Подробный ответ

▪ статья Кервель ажурный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Практическое применение операционных усилителей. Часть третья. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Индикатор занятой телефонной линии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025