Термометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

В основу работы прибора положена зависимость падения напряжения на p-n переходе кремниевого диода от температуры при протекании через него фиксированного прямого тока. Оно линейно уменьшается на 2...2,5 мВ с каждым градусом прироста температуры в интервале -60...+120 °С. Термометр, схема которого показана на рис. 1, представляет собой, по существу, милливольтметр постоянного тока. В нем принят ряд мер, уменьшающих влияние изменения температуры элементов (кроме датчика - диода VD1) на показания.

Ток датчика стабилизирован транзистором VT2, работающим в термостабильной точке выходной характеристики (ток стабилизации - приблизительно 200 мкА). Аналогичным образом транзистором VT3 стабилизирован ток в цепи формирования образцового напряжения. Оба транзистора микросхемы DA1 находятся на одном полупроводниковом кристалле и имеют идентичные параметры, одинаково зависящие от температуры. В результате показания микроамперметра РА1 зависят только от температуры датчика.

На транзисторе VT1 и стабилитроне VD2 собран стабилизатор напряжения питания термометра. Ток стока транзистора VT1 остается равным приблизительно 3,5 мА при изменении напряжения питания в интервале 8... 12 В. Это дополнительно улучшает стабильность выходного напряжения стабилизатора и показаний прибора.

Прибор собирают навесным монтажом на небольшой текстолитовой плате. Ее можно укрепить непосредственно на винтах-выводах микроамперметра РА1 - М42304 с нулевой отметкой посредине шкалы. Удобно выбирать микроамперметр таким образом, чтобы ток полного отклонения его стрелки в микроамперах соответствовал необходимому интервалу измеряемой температуры в градусах Цельсия. Тогда, не изменяя цифр на шкале, достаточно исправить указанную там единицу измерения.

Можно применить и обычный микроамперметр (с нулем в начале шкалы), подключив его по схеме, показанной на рис. 2. Но с изменением знака измеряемой температуры придется каждый раз переводить переключатель SA2 в соответствующее положение.

Транзисторы КП103Л можно заменить на КП103Ж. При возможности в качестве VT2 и VT3 нужно использовать подобранные на заводе транзисторы с близкими параметрами. К обозначению подобных транзисторов добавляют индекс Р (КП103ЖР, КП103ЛР) и поставляют их попарно в общей упаковке. Микросхему КР159НТ1 можно заменить интегральным коммутатором К101КТ1А, содержащим два транзистора с общим коллектором, или его импортным аналогом КС809. В крайнем случае можно воспользоваться двумя отдельными транзисторами, например, КТ3102 с любым буквенным индексом, но достичь высокой стабильности прибора при этом вряд ли удастся. Тем не менее подобное решение вполне допустимо, если измерительная часть прибора будет постоянно находиться в помещении со сравнительно стабильной температурой. В этой ситуации можно пойти на еще большее упрощение, заменив цепи VT2R1 и VT3R7 одинаковыми постоянными резисторами номиналом 100 кОм.

Диод VD1 размещают там, где необходимо контролировать температуру. Длина экранированной витой пары проводов, соединяющей датчик с прибором, может достигать пяти и более метров. Для устранения помех, вызванных детектированием высокочастотных сигналов близлежащих радио- и телевизионных станций, диод датчика полезно зашунтировать керамическим конденсатором емкостью не менее 0,1 мкФ. Кроме указанного на схеме КД102А в качестве датчика подойдут и другие малогабаритные кремниевые диоды. Опыт показывает, что скорость реакции на изменение температуры тем выше, чем меньше размеры диода и тоньше его выводы.

Приступая к налаживанию термометра, прежде всего следует найти термостабильные рабочие точки транзисторов VT2 и VT3. Учтите, небрежное выполнение этих операций приведет к совершенно неправильной работе прибора. Для регулировки стабилизатора тока на транзисторе VT2 последовательно с диодом VD1 или вместо него включают микроамперметр (пригоден любой из широко распространенных цифровых мультиметров) и подстроечным резистором R1 устанавливают здесь ток приблизительно 200 мкА. Поочередно нагревая транзистор паяльником и охлаждая его ватой, смоченной ацетоном, подбирают такое положение движка резистора R1, при котором ток через датчик не зависит от температуры транзистора. Аналогичным образом, включив микроамперметр в разрыв цепи R5R6, находят термостабильную рабочую точку транзистора VT3, регулируя ток подстроечным резистором R7.

Прежде чем приступать к калибровке шкалы прибора, необходимо защитить от влаги диод-датчик VD1 и места пайки к нему соединительных проводов. Защищаемые участки покрывают каким-либо бескислотным герметиком. Составы на кислотной основе (их отличает характерный запах уксуса) в данном случае непригодны, так как разъедают тонкие выводы диода и обладают заметной электропроводностью. Аккуратная герметизация защитит датчик от вредных воздействий и в процессе эксплуатации, лишь незначительно увеличив его тепловую инерционность.

Для калибровки потребуется сосуд с тающим льдом и нагревательный прибор с кипящей, желательно дистиллированной водой. Датчик опускают в тающий лед, стараясь поместить его как можно ближе к границе вода-лед. Подстроечным резистором R5 добиваются нулевых показаний микроамперметра РА1. Переносят датчик в кипящую воду и подстроечным резистором R3 устанавливают стрелку микроамперметра на отметку +100 °С. Эти операции полезно повторить несколько раз, корректируя при необходимости положения движков подстроечных резисторов. Дополнительной контрольной точкой может стать температура человеческого тела (+36,6 °С), которую, при необходимости, легко уточнить с помощью медицинского термометра.

Автор: С.Ганц, г.Губкинский Ямало-Ненецкого АО

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Создан прототип квантового радара 18.07.2021 Физики из Института науки и техники Австрии с коллегами из США, Великобритании и Италии создали прототип радара, который использует квантовую запутанность для обнаружения объекта. Эта технология в будущем может найти применение в биомедицинских сканерах с ультранизким энергопотреблением. Исследователи представили технологию, называемую микроволновым квантовым освещением (от английского microwave quantum illumination) и основанную на запутанных фотонах. При квантовой запутанности две частицы остаются взаимосвязанными вне зависимости от того, насколько далеко они находятся друг от друга. Это позволяет радару работать даже в условиях сильного теплового шума, в которых классические системы часто неэффективны. Ученые запутали фотоны при температуре на несколько тысячных градуса выше абсолютного нуля (-273,15 градуса Цельсия). Одна группа фотонов, называемых сигнальными, отправлялась к объекту, а над другой группой - холостыми фотонами - проводились измерения в условиях без помех и шума. Когда сигнальные фотоны отражаются от объекта, запутанность разрушается, но сохраняется корреляция, по которой можно определить наличие или отсутствие целевого объекта. Испытание прототипа показало, что с его помощью можно обнаружить объект с низкой отражательной способностью при комнатной температуре. Квантовое освещение позволяет решить проблему низкой чувствительности радарных систем, которым трудно отличить излучение, отражаемое от объекта, от естественного фонового шума.

Другие интересные новости:

▪ Робот-нейрохирург

▪ Найдена причина кислотных дождей

▪ Электрогрузовик Volta Zero

▪ Цифровой презерватив для защиты приватности

▪ NCP693 - новый малопотребляющий LDO-стабилизатор

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Наука, образование, медицина. Справочник кроссвордиста

▪ статья Как появился первый презерватив? Подробный ответ

▪ статья Правила безопасности (ПБ, РД, ВРД). Справочник

▪ статья Ремонт динамика 75ГДН-1-4. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Приклеенный карандаш. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025