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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Новая ракета-носитель НАСА 06.07.2012 Американское космическое агентство НАСА представило полный набор требований к новой тяжелой ракетной системе, предназначенной для полетов за пределы околоземной орбиты. Новая ракета-носитель Space Launch System (SLS) будет самой мощной в мире и сравнится разве что с ракетой Saturn V, которая доставила астронавтов на Луну. Сердцем новой тяжелой ракеты-носителя станет первая ступень высотой более 61 метров и диаметром 8,4 метра. Она будет оснащена "шаттловскими" ракетными двигателями RS-25, работающими на экологически чистом топливе - водороде и кислороде. В настоящее время программа SLS располагает запасом из 16 двигателей RS-25, которые отлично себя зарекомендовали в ходе полетов пилотируемых шаттлов. Также SLS будет оснащена двумя твердотопливными ракетными ускорителями, размещенными по бокам ракеты-носителя. Первый испытательный запуск новой ракеты-носителя состоится в 2017 году с 70-тонной полезной нагрузкой, что уже станет рекордом для современных ракет. Однако в будущем двухступенчатая SLS сможет поднимать на низкую околоземную орбиту рекордные 130 тонн. Такие возможности открывают большие перспективы для освоения околоземного пространства, а главное - полетов вглубь Солнечной системы. С помощью SLS НАСА будет отправлять в космос пилотируемые и беспилотные космические корабли Orion, крупные исследовательские автоматические миссии и пилотируемые миссии к Марсу, астероидам, Луне. Фактически Space Launch System является "творческой переработкой" исключительно удачной системы запуска шаттлов. Использование проверенных двигателей, ускорителей и экологически чистого топлива, а также минимальный "сухой" вес ракеты-носителя представляют собой удачное сочетание надежных испытанных решений и новейших технологий.

Другие интересные новости:

▪ Облако во Вселенной

▪ Платежная карта для слабовидящих

▪ Протез руки с использованием технологий Формулы-1

▪ Микропроцессор INTEL PXA800F

▪ Аккумуляторы из торфа

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Прогнозирование и моделирование условий возникновения опасных ситуаций. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему Marvel боролась за то, чтобы фигурки Людей Икс признали не куклами, а игрушками? Подробный ответ

▪ статья Помощь при шоке, поражении электрическим током, утоплении. Медицинская помощь

▪ статья Регулятор заряда аккумуляторных батарей для солнечных элементов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пари. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026