Термостабилизатор с изолированным датчиком. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

При разработке термостабилизаторов с симистором в качестве коммутирующего нагреватель элемента приходится уделять большое внимание изоляции измерительной цепи от электрической сети. Чаще всего для этого в цепи управления симистором устанавливают оптрон, а узел измерения температуры питают через понижающий трансформатор, работающий на частоте сети 50 Гц. Автор предлагает оригинальное решение проблемы, позволяющее обойтись без оптрона и сетевого трансформатора и при этом значительно снизить вес и габариты устройства.

Термостабилизатор, собранный по схеме, показанной на рисунке, можно условно разделить на две части: гальванически связанный с сетью узел управления симистором VS1 (микросхема DD1, транзисторы VT1, VT2, VT4), коммутирующим нагреватель, и узел датчика (терморезистор RK1, микросхема DA1, транзистор VT3), изолированный от сети высокочастотным трансформатором Т1.

Узел управления симистором получает напряжение питания от однополупериодного выпрямителя с "гасящим" конденсатором С1. Выпрямленное напряжение стабилизировано стабилитроном VD1. На элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор импульсов частотой приблизительно 10 кГц. Каскад на транзисторе VT1 - усилитель импульсов с трансформаторной нагрузкой. Его особенность-зависимость падения напряжения на резисторе R8 от сопротивления, которым нагружена вторичная обмотка трансформатора Т1. Поэтому закрытый в отсутствие нагрузки транзистор VT2 открывается с ростом потребляемого от обмотки II тока.

Стабилитрон VD3 с гасящим резистором R10 и элемент DD1.3 формируют прямоугольные импульсы, фронты и спады которых совпадают с моментами перехода сетевого напряжения через ноль. При закрытом транзисторе VT2 цепь конденсатора С6 разомкнута, на оба входа элемента DD1.4 поступают одинаковые сигналы и уровень на выходе элемента - низкий. Транзистор VT4, а с ним и симистор VS1 закрыты. На подключенный к розетке XS1 нагреватель сетевое напряжение не поступает.

Когда транзистор VT2 открыт, интегрирующая цепь R14C6 немного задерживает импульсы, поступающие на вход 6 DD1.4, в результате чего на выходе этого элемента появляются импульсы длительностью приблизительно 0,3 мс, совпадающие с переходами сетевого напряжения через ноль. Пройдя усилитель на транзисторе VT4, импульсы в начале каждого полупериода открывают симистор VS1. Нагреватель подключен к сети.

Таким образом удается управлять нагревателем, изменяя нагрузку, подключенную к изолированной от сети обмотке II трансформатора Т1. Выпрямленным с помощью диода VD4 напряжением этой обмотки питают ОУ DA1 и резистивный мост, одним из плеч которого служит терморезистор RK1. Зависящее от температуры напряжение разбаланса моста поступает на входы ОУ. В результате при температуре ниже заданной уровень напряжения на выходе DA1 высокий, а выше заданной - низкий. Температурный порог устанавливают переменным резистором R2.

Само по себе изменение уровня напряжения на выходе DA1 не может привести к открыванию симистора VS1, так как ток, потребляемый ОУ (приблизительно 1,4 мА), почти не изменяется. Роль переменной нагрузки выполняет каскад на транзисторе VT3 со светодиодом HL1 в коллекторной цепи. Если температура ниже пороговой, транзистор VT3 открыт, светодиод светится, а потребляемый ток возрастает до 7 мА. Пропорционально увеличивается падение напряжения на резисторе R8 в эмиттерной цепи транзистора VT1, что и приводит к включению нагревателя.

Магнитопровод трансформатора Т1 - стальной ШЗх6, обмотка I - 600, II - 1000 витков провода ПЭВ-2 0,08. Особое внимание следует уделить изоляции, проложив между обмотками два-три слоя лакоткани и пропитав готовую катушку парафином или влагостойким лаком. Терморезистор RK1 - ММТ-4. Стабилитрон VD1 можно заменить на КС512А, а в качестве VD3 использовать любой маломощный с напряжением стабилизации 7...9 В. Конденсатор С1 - К73-17 или подобный на рабочее напряжение не ниже указанного на схеме. Остальные детали - общего применения.

Конструктивно термостабилизатор можно выполнить в виде единого блока, либо двух отдельных - управления и термодатчика, соединенных между собой двухпроводным кабелем длиной до нескольких метров. Последний вариант наиболее удобен для больших помещений (овощехранилищ, теплиц), где датчик температуры приходится выносить на значительное расстояние.

На время регулировки к розетке XS1 вместо нагревателя лучше подключить обычную лампу накаливания, что позволит визуально контролировать работу устройства. Регулировка узла управления симистором заключается в установке движка подстроечного резистора потенциометра R8 в такое положение, чтобы напряжение на нем составляло не менее 0,8 В, когда светодиод HL1 светится, и не более 0,3 В в противном случае.

Для градуировки шкалы переменного резистора R2 можно и не подключать термостабилизатор к сети. Узел датчика отсоединяют от обмотки II трансформатора Т1 и питают от источника постоянного напряжения 9...12 В (плюсом - к анодам диода VD4 и светодиода HL1, минусом - к выводу 4 микросхемы DA1). Терморезистор RK1 помещают в среду с известной температурой (ее контролируют обычным лабораторным термометром). Медленно вращая ось переменного резистора, фиксируют момент зажигания или погасания светодиода HL1 и делают на шкале соответствующую отметку. Процедуру повторяют при нескольких различных температурах. Указанные на схеме номиналы резисторов R1 и R2 соответствуют интервалу температур приблизительно от 0 до 40 °С. Изменением номиналов резисторов можно переместить эти границы в желаемые стороны. Закончив градуировку, датчик подключают вновь к трансформатору Т1.

Автор: С.Безюлев, г.Шебекино Белгородской обл.

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 Домашняя ТЭЦ 10.06.2010 В Японии получили популярность выпускаемые фирмой "Хонда" домашние энергетические агрегаты. В подвале стоит звукоизолированный одноцилиндровый дизель, работающий на природном газе. Эта мини-электростанция дает один киловатт электроэнергии и 2,8 киловатта тепловой энергии в виде горячей воды, которая накапливается в баке с теплоизоляцией и постепенно расходуется на отопление и бытовые нужды. Домашнее производство электроэнергии покрывает 50% ее годового расхода, а горячая вода - 80% потребности. Можно было бы поставить движок помощнее, чтобы коттедж вообще обошелся без подключения к сети, но тогда возникнет избыток горячей воды. В японских домах уже установлено 80 000 таких агрегатов, начали их экспортировать в США, готовится продажа и в странах Европы.

Другие интересные новости:

▪ Нидерланды построят плавучий город

▪ Зеленая революция в океанах: расцвет фитопланктона

▪ Смарт-устройство MIJIA для управления шторами

▪ Опасность космического мусора

▪ Через 40 лет Арктика лишится льда

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбителю-конструктору. Подборка статей

▪ статья Микроэкономика. Конспект лекций

▪ статья Почему из Бриллиантовой руки удалили сцену с ядерным взрывом? Подробный ответ

▪ статья Порядок разработки и утверждения подзаконных нормативных правовых актов об охране труда

▪ статья USB Модуль Ke-USB24A. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Подсчет спичек в коробках за спиной. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025