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:

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 На орбиту запустят спутник-ремонтник 02.10.2012 Немецкое аэрокосмическое агентство DLR подписало с компанией Astrium GmbH контракт на создание спутника-ремонтника, который сможет захватывать дефектные спутники и чинить их. Спутник-ремонтник будет многофункциональным и по своим возможностям сможет сравниться с космонавтом в скафандре. Ремонтник сможет захватывать сломанные космические аппараты манипулятором, выполнять дозаправку, зарядку аккумуляторов, ремонт или сталкивать "безнадежные" аппараты с орбиты. Пока этот проект выглядит научной фантастикой, но специалисты DLR уже выделили 15 млн евро на разработку концепции миссий и дизайна аппарата. Эта работа продлится один год. В Astrium собираются создать надежный телеуправляемый с Земли или околоземной орбиты аппарат, который пригодится не только для коммерчески выгодного обслуживания спутников, но и для строительства орбитальных промышленных комплексов. Сначала специалисты компании Astrium испытают и сертифицируют необходимые технологии на Земле, а затем проверят их в реальных условиях. Для этого в космос будут запущены два спутника: ремонтник и "клиент". Ремонтнику предстоит выполнить основные операции: сближение и захват "клиента", работу с другим спутником без его повреждения, правильное ориентирование "клиента" в пространстве, расстыковка и уход ремонтника с орбиты "клиента". После этого пара опытных спутников вернется в атмосферу планеты и сгорит. Если данная миссия под названием DEOS увенчается успехом, впервые ремонт и обслуживание спутников на орбите станут доступны и не потребуют сложнейших и опасных пилотируемых миссий. Кроме того, появится возможность вернуть в строй дорогостоящие спутники, которые вполне исправны, но, например, исчерпали запас топлива. Сегодня такие многомиллионные аппараты просто превращаются в мусор. Это так же "рационально", как выбросить новенький автомобиль, только потому, что в его баке закончился бензин.

Другие интересные новости:

▪ Электрон изучает наноструктуру

▪ Класс с переменным освещением

▪ Новый камуфляжный материал против тепловых камер

▪ Кровать с выдвижным прозрачным OLED-телевизором от LG

▪ Сверхустойчивый лазер сделает GPS точнее

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Подбор карт. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что такое память? Подробный ответ

▪ статья Полынь-абсент. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Акустический светорегулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабилизатор напряжения с защитой, 14-20/12 вольт 0,5 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025