Стабильный терморегулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

В устройствах автоматического регулирования температуры применяют самые разнообразные датчики: от простейших ртутных термоконтакторов ТК и ТПК до специализированных микросхем. Но если требуется с высокой точностью поддерживать заданную температуру в течение интервалов времени продолжительностью от суток до десятков лет, нужную стабильность обеспечивают только устройства на базе температурно-чувствительных кварцевых резонаторов с последующим преобразованием термозависимой частоты в сигнал управления нагревателями или охладителями термокамеры.

Схема кварцевого автогенераторного преобразователя температуры в частоту (КАПТЧ) приведена на рис. 1.

Используется серийный термочувствительный кварцевый резонатор среза ПЯ на частоту 5 МГц с линейной температурно-частотной характеристикой и температурным коэффициентом 185 Гц/°С [1]. Его можно заменить выпускаемым заводом в г. Волжский Волгоградской области термочувствительным резонатором РК-112, содержащим пьезопластину среза ухbI/10° 54'/9° 45'51''.

КАПТЧ выполняют в виде самостоятельного узла, размещенного внутри термокамеры, соединив с основным блоком терморегулятора коаксиальным кабелем. По кабелю на генератор подают напряжение питания и получают сигнал зависящей от температуры кварцевого резонатора ZQ1 частоты f(T)=5000000+185T, где f - частота, Гц; Т - температура, °С.

Основной блок терморегулятора построен по схеме, показанной на рис. 2.

Резистор R2 служит нагрузочным для КАПТЧ. Далее сигнал термозависимой частоты через усилитель-формирователь на транзисторе VT2 и элементе DD1.3 поступает на вход С второго триггера микросхемы DD2. На аналогичный вход ее первого триггера поступает сигнал образцовой частоты от генератора на элементах DD1.1, DD1.2 с термостабильным кварцевым резонатором ZQ1 среза AT.

Частотно-фазовый детектор [2] состоит из двух триггеров микросхемы DD2, элемента DD1.4, резисторов R9, R11, диодов VD2, VD3 и конденсатора С5. Его выходное напряжение имеет низкий логический уровень, если термозависимая частота выше образцовой, и высокий, если она ниже. Промежуточный уровень напряжения возможен лишь при точном равенстве частот, чего на практике не случается, так как колебания генераторов не синхронны.

При высоком уровне на выходе частотного детектора транзисторы VT4 и VT5 открываются, подавая напряжение на установленный в термокамере нагреватель. Одновременно зажигается светодиод HL1.

Через эмиттерный повторитель на транзисторе VT3 сигнал термозависимой частоты может быть подан на электронный частотомер. Стабилитрон VD1 с транзистором VT1 образуют стабилизатор напряжения питания микросхем.

Настраивая терморегулятор, прежде всего подбирают резистор R3, добиваясь симметричной формы импульсов на выходе элемента DD1.3. Емкость конденсатора C3 подбирают такой, чтобы при заданной температуре образцовая частота была равна термозависимой, генерируемой КАПТЧ.

Термостабилизатор эксплуатируется на стенде аттестации медицинских электронных цифровых термометров. Термокамера стенда имеет объем 60 см3, ее стенки - из пенопласта толщиной 30 мм. Нагреватель состоит из двух резисторов МЛТ-2 56 Ом, соединенных параллельно.

Через 45 мин после включения в камере устанавливается и поддерживается температура 40 °С. Испытания показали, что уход температуры стабилизации не превышает 0,005 °С на один градус изменения температуры образцового резонатора (ZQ1 на рис. 2) и 0,02 °С за год. Таким образом, в течение пяти лет при работе устройства в комнатных условиях погрешность поддержания температуры в камере не превысит 0,1 °С.

Литература

1. Малов В. Пьезоэлектрические датчики. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
2. Левин В., Малиновский В., Романов С. Синтезаторы частот с системой импульсно-фазовой автоподстройки. - М.: Радио и связь, 1989.

Автор: В.Солодовник, М.Чебан

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

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 ...>>

Случайная новость из Архива Новые диоды Шотки от VISHAY 28.02.2004 Фирмой VISHAY INTERTECHNOLOGY выпущены новые диоды Шотки типов BAS40-02V, BAS70-02V и BAS581-02V в сверхминиатюрных корпусах размерами 1,2x0,8 мм. Диоды предназначены для использования в мобильных телефонах, видеокамерах и других миниатюрных приборах.

Другие интересные новости:

▪ Всепогодная вспышка Pentax AF201FG

▪ Эволюционная гонка вооружений

▪ Мобильный ПК HP Pavilion 10z

▪ Решена главная проблема литиевых аккумуляторов нового поколения

▪ Решение NXP для мобильного телефона на солнечных батареях

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Защита электроаппаратуры. Подборка статей

▪ статья Кипеть млеком и медом. Крылатое выражение

▪ статья Из чего состоят метеоры? Подробный ответ

▪ статья Механик автоколонны. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Цифровая техника. Справочник

▪ статья Источник питания для автомобильного трансивера, 13 вольт 20 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025