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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Окно, производящее электричество и тепловую энергию 24.06.2022 Ученые Гонконгского университета науки и технологий разработали двухдиапазонное окно селективного сбора солнечной энергии (SSH) на основе прозрачных фотоэлектрических элементов (TPV) и прозрачных солнечных поглотителей (TSA). TSA используются для преобразования ультрафиолетового (УФ) или ближнего инфракрасного (БИЧ) света путем превращения его в тепловую энергию. Собранная тепловая энергия извлекается вентилируемым воздухом для обеспечения обогрева помещений в холодное время года или снижения нагрузки на охлаждение помещений в жару. Окно SSH обладает видимым коэффициентом пропускания 42%, эффективностью преобразования солнечной энергии в 0,75% и эффективностью преобразования солнечной энергии в 24% при повышении температуры вентилируемого воздуха на 10°C. В качестве наружного окна исследовательская группа использовала люминесцентный солнечный концентратор (TPV) на основе квантовых точек (КТ) из сульфида меди, индия и сульфида цинка (CuInS2/ZnS). Он способен собирать ультрафиолетовый свет и передавать его непрозрачным фотоэлектрическим устройствам, расположенным на краю прозрачной подложки для выработки электроэнергии. TSA использовались для изготовления внутренней стороны окна, где производится и собирается тепло. Ученые изготовили прототип размером 30 х 30 х 2,4 см, собрав элементы TPV с TSA на внутренней стороне. Они утверждают, что устройство показало значительный коэффициент пропускания в видимом диапазоне и что оно могло генерировать мощность 6 Вт на квадратный метр и тепловую мощность около 150 Вт на квадратный метр. Тепловая мощность в 25 раз превышает производимую электроэнергию, что говорит о том, что сбор тепловой энергии имеет первостепенное значение для встроенных в здание окон сбора солнечной энергии. При сборе тепловой энергии посредством вентиляции общая полезная эффективность оценивается более чем в 30% при типовых условиях эксплуатации для обогрева помещений зданий. Окно SSH может сэкономить годовое потребление энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC) до 61,5% по сравнению с обычным стеклом, в дополнение к производимой электроэнергии, составляющей до 19,1% годовой суммы экономии энергии.

Другие интересные новости:

▪ Паровой дизельный двигатель

▪ Еда всем на пользу

▪ Расшифрован геном розы

▪ Фотокамера Polaroid 300

▪ Сверхвысокое давление новым способом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тока, напряжения, мощности. Подборка статей

▪ статья Носить в складках тоги мир и войну. Крылатое выражение

▪ статья Какую функцию выполняет гусиная кожа? Подробный ответ

▪ статья Дубовый узел. Советы туристу

▪ статья Три КВ антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Угадывание цвета дисков с завязанными глазами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026