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:

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 Нанолазер для фотоники 10.08.2012 Ученые Техасского университета в сотрудничестве с коллегами из Тайваня и Китая создали самый маленький в мире полупроводниковый нанолазер. Данное устройство может совершить прорыв в области фотоники с большими перспективами для вычислительных технологий, медицины, телекома и других отраслей. Ученым впервые удалось создать лазер, непрерывно излучающий на волне ниже дифракционного предела. Зеленый свет нанолазера слишком слаб, для того, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом. Миниатюрные полупроводниковые лазеры являются ключевым компонентом для создания быстродействующих энергоэффективных компьютеров будущего, которые для передачи сигналов будут использовать фотоны, а не электроны. Такие компьютеры с помощью нанолазеров смогут генерировать оптические сигналы и передавать информацию гораздо быстрее и с меньшим тепловыделением, чем электронные устройства. Однако до сих пор размер и производительность фотонных устройств были ограничены трехмерным оптическим дифракционным пределом. Нанолазер изготовлен из стержней нитрида галлия, которые частично заполнены индий-галлиевым нитридом (обычно данные материалы применяются в светодиодах). Наностержни в верхней части покрыты тонким 5-нм изолирующим слоем кремния, который в свою очередь, покрыт слоем серебряной пленки (28 нм), совершенно гладкой на атомном уровне (см. схему). Гладкая поверхность является ключом к созданию фотонных устройств, которые не рассеивают и не теряют плазмоны, применяемые для передачи больших объемов данных. Таким образом, ученые впервые смогли преодолеть проблему несоответствия между размерами электроники и фотонных устройств, что было главным барьером на пути создания компактных оптических микросхем и коммуникационных устройств.

Другие интересные новости:

▪ Финляндия развернет сеть класса 5G-ready

▪ Трансатлантический оптоволоконный интернет-кабель Nuvem

▪ Умный подгузник

▪ Аккумуляторные батареи Ampd Energy для больших башенных кранов.

▪ Эмулятор квантового компьютера Atos QLM

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Косит нож. Чертеж, описание

▪ статья Большая энциклопедия для детей и взрослых. Вопросы для викторины и самообразования

▪ статья Монтировщик шин. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Январь-4. Датчик массового расхода воздуха. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Попасть в игольное ушко. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026