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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Нанотехнологии для укрепления бетона 24.02.2022 Американские ученые синтезировали нанотехнологичный герметик, который позволяет заметно укрепить бетон. Исследователи из Университета штата Вашингтон решили проблему прочности бетона, который используется для возведения и укрепления различных построек. Инженеры обратились к наноматериалам, благодаря которым им удалось повысить качественные особенности бетона и создать сверхпрочную смесь для строительства. Специалисты рассказали, что разрушение бетонных конструкций происходит по двум причинам: из-за воздействия влаги и влияния различных солей. Авторы исследования использовали два наноматериала - оксид графена и наноглину монтмориллонита, - добавив их в обычный герметик на основе силикона. В лабораторных условиях получившаяся смесь оказалась прочнее бетона: водоотталкивающие свойства повысились на 75%, защита от солей - на 44%.

Другие интересные новости:

▪ Бактерии могут выжить в межпланетном путешествии

▪ Глядя друг на друга, собаки и люди синхронизируют работу мозга

▪ Летающее крыло для фотосъемки Марса

▪ Синтетическое топливо Haru Oni

▪ Обнаружена самая яркая галактика во Вселенной

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Загадки для взрослых и детей. Подборка статей

▪ статья Элегантный, как рояль. Крылатое выражение

▪ статья Что такое уставный капитал? Подробный ответ

▪ статья Липа сердцевидная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья ЧМ генератор на диапазон 90...110 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как склеить разорванную одежду. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026