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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Новая система хранения данных высокой плотности 17.04.2014 Компания Fujitsu анонсировала новую систему хранения данных высокой плотности, призванную помочь компаниям любого размера - от малых до крупных владельцев ЦОД - оптимизировать свои ИКТ-системы. Система хранения данных Fujitsu Eternus JX60 является оптимальным дополнением для серверных систем, например Fujitsu Primergy, сообщили CNews в Fujitsu. Для клиентов, ограниченных в средствах или не имеющих опыта администрирования или управления ЦОД, управляющих большими массивами данных, Eternus JX60 предлагает небольшой размер инвестиций и простоту эксплуатации. Система отличается возможностью гибкой поддержки дисков различной емкости - 2, 3 и 4 ТБ. Кроме того, новая система хранения данных включает в себя базовые средства защиты и восстановления данных, а управление системой осуществляется с помощью стандартного ПО Fujitsu ServerView. По информации Fujitsu, Eternus JX60 в целом представляет собой новое поколение систем хранения данных, построенных на базе доступных по цене 3,5-дюймовых жестких дисков Nearline SAS. По задумке компании, системы помогут компаниям решить задачу постоянного увеличения объема данных. Новинки отличаются высокой емкостью и минимальными требованиями к пространству. Так, в систему может входить до четырех дисковых полок, подключаемых непосредственно к серверу, что обеспечивает емкость хранения данных до 960 ТБ. При этом система позволяет увеличить емкость хранения данных и является оптимальным решением для сред на базе одного сервера или кластерных конфигураций на базе двух серверов. В частности, Eternus JX60 можно использовать для расширения возможностей решения Fujitsu Cluster-in-a-box - готового к эксплуатации кластерного решения с высокой степенью отказоустойчивости для компаний среднего размера. Как результат, компании получают предварительно сконфигурированное и установленное решение, которое можно использовать в качестве центрального ресурса хранения данных, в том числе в качестве сетевой системы хранения данных под управлением Windows Server. Новые системы хранения данных Fujitsu Eternus JX60 уже доступны для заказа. Их можно приобрести непосредственно в компании Fujitsu или у партнеров.

Другие интересные новости:

▪ Искусственные стейки, аналогичные настоящим

▪ Кофе без кофейных зерен

▪ Палочки для еды, усиливающие соленый вкус

▪ MATSUSHITA ELECTRIC представила меховые лампы

▪ Воздушная магистраль для беспилотников

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Вяземский Петр Андреевич. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько воды нужно растению? Подробный ответ

▪ статья Работа на сверлильном станке типа CITOBORMA. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Эмалирование железа. Простые рецепты и советы

▪ статья Электротрусишка. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025