Электронный термометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

С помощью этого устройства можно измерять температуру в овоще- и зернохранилищах, в комнате и на улице, а при размещении датчиков в улье - получать дополнительную информацию о состоянии пчелиной семьи в период зимовки, для чего, собственно, и разрабатывался термометр.

Пределы измерения термометра - +50...-50°С. Точность измерения - 0,3°С (зависит от класса примененного микроамперметра). В качестве датчика используется диод Д223, который экранированным проводом соединен (через магнитофонный разъем, установленный на задней стенке улья) с электронным термометром.

Рассмотрим упрощенную схему устройства (рис.1).

Датчиком температуры (т.е. термочувствительным элементом) служит кремниевый диод. При комнатной температуре через открытый диод проходит ток 1... 2 мА, падение напряжения обычно составляет 600 мВ. При увеличении температуры воздуха напряжение на диоде линейно уменьшается на 2,2 мВ на каждый градус Цельсия. Такая зависимость четко сохраняется в диапазоне от 0 до 100°С. В качестве индикатора температуры используется чувствительный микроамперметр с нулем посередине шкалы, подключенный к диодам-датчикам через мостовую схему.

Мост считается уравновешенным, если напряжение в точках А и Б одинаково. При нагревании диодов Д1 и Д2, являющихся датчиками температуры, падение напряжения на них уменьшается. При этом баланс моста нарушается и цифровое значение разбаланса показывает стрелка прибора РА1.

Налаживание и калибровка

Предварительно отключив прибор РА1, включают питание и проверяют относительно "-" напряжения в точках А и Б. Они должны быть равны между собой и находиться в пределах 1... 1,2 В. Если напряжение в точке Б равно напряжению питания (4,5 В), значит диоды включены неправильно, их полярность надо изменить на обратную.

Если разность напряжений в точках А и Б небольшая, ее выравнивают подстроечным резистором R4. Добившись удовлетворительного результата, устанавливают минимальное сопротивление резистора R3, включают в схему стрелочный прибор и подают питание. Затем резистором R4 устанавливают стрелку прибора на отметку 20°С (или другую комнатную температуру), контролируя температуру воздуха ртутным термометром. Далее зажимают пальцами измерительные диоды и смотрят на стрелку. Она должна плавно отклоняться вправо и остановиться примерно на делении 30°С. Если стрелка движется влево, надо изменить полярность питания прибора на обратную.

Калибруется термометр в двух точках - в начале и в конце шкалы. Для калибровки начальной точки используется сосуд с тающим льдом, взятым из морозильной камеры холодильника. Температура тающего льда - 0°С. Подстройку ведут резистором R5. Затем датчик температуры (диоды) опускают в воду, температура которой составляет 50°С. В этом случае подстройку производят резистором R3. Для надежности калибровку обеих точек шкалы делают 3 раза, контролируя температуру точек 0°С и 50°С ртутным термометром.

Схема более точного и удобного термометра приведена на рис.2.

Он питается от одного гальванического элемента на 1,5 В, что немаловажно, и предназначен для измерения температуры в различных точках улья, что обеспечивает получение информации о состоянии пчелиной семьи.

В качестве датчиков используется диод Д-223 или - при необходимости - группа диодов. Они могут быть объединены на плоской стеклотекстолитовой шине или сгруппированы на проволоке, являющейся общим проводом, а также на отдельных парах проводов для получения информации в точках, разнесенных на необходимое расстояние. При этом надо учитывать, что сопротивление плеча АО (резистор R2 +сопротивление диода или диодов Д-223) должно быть равно сопротивлению плеча ОБ (резистор R10 + сопротивление подстроечника R11).

Если в качестве датчика Д применяется один диод, сопротивление резистора R10 составляет примерно 3.9 кОм, если три диода Д223 - примерно 5,9 кОм. Это обусловлено тем, что сопротивление диода Д223 составляет 720...725 Ом при токе через диод равном Iпр-0,4 мА и 16 Ом - при токе 50 мА.

Термометр представляет собой уравновешенный мост, в диагональ которого включен парафазный усилитель с симметричным выходом на индикатор. В плечо АО моста включено сопротивление кремниевого перехода, являющееся датчиком температуры.

Мост составлен из резисторов R1, R2, R9, R10, подстроечника R11 и сопротивления кремниевого перехода диода Д1. Парафазный усилитель собран на транзисторах VT1 и VT2 типа КТЗ15, КТ342. Желательно чтобы триоды были подобраны по коэффициенту усиления. Нагрузкой коллекторных цепей являются сопротивления R3 и R7. Резистор R6 является общим эмиттерным резистором связи, a R4, R8 и R5 - элементами регулировки чувствительности каскадов.

Шунтирующий подстроечник R5 определяет чувствительность прибора. Базы транзисторов блокированы конденсаторами С1 и С2, включенными в диагональ моста. Микроамперметр с пределами измерения 50-0-50 мкА включен между коллекторами триодов. Питание осуществляется от элемента 1,5 В через гасящий переменный резистор R14.

Настройка

1. Установить питание 1,3 В с помощью R14.

2. Замкнуть базы (отклонение стрелки от "0" допускается на +1 деление). Если стрелка отклоняется более чем на одно деление, следует подобрать резисторы R3 и R7.

3. Разомкнуть базы VT1 и VT2. Опустить датчик в воду со снегом или льдом и установить "0" подстроечником R11 - Температура воды контролируется ртутным термометром.

4. Опустить датчик в воду с температурой 50°С. Если показания микроамперметра не соответствуют отметке 50, стрелку следует установить на эту отметку с помощью резистора R5.

5. Опустить датчик в среду с нулевой температурой и проверить, устанавливается ли стрелка на ноль. Если нет - подстроить R11.

6. Еще раз проверить показания РА1, опустив датчик в воду с температурой 50°С.

Для контроля питания 1,3 В следует подключить микроамперметр к цепи контроля, нажав SI - кнопку П2К, затем подстроечным резистором R14 установить нужное напряжение. Вольтметр калибруется с помощью R13 в пределах 0...5 В при отключении термометра от питания и сравнением его показаний с образцовым вольтметром при этой шкале (0.. .5 В) сопротивление R12=100к, т.к. R=U/I=5/0,05=100 к.

Диоды имеют большой разброс по сопротивлению, поэтому их нужно подбирать. Сначала отбирают один, сопротивление которого оказывается самым большим при комнатной температуре. Подбирают его с помощью цифрового вольтметра-мультиметра типа В7-20 или аналогичного, так как тестером найти диод с самым большим сопротивлением трудно, а вольтметр позволяет измерить падение напряжения на диоде при заданном токе. Этот датчик будет контрольным. Относительно него подбирают дополнительные сопротивления (довески) к другим диодам (рис.3).

К выводам диодов подпаивают провода, чтобы диоды можно было опустить в воду, температура которой постоянно контролируется ртутным термометром. С помощью переключателя S4 образцово-контрольный диод (по которому настраивался электротермометр) и испытуемый поочередно подключаются к электротермометру. Подстроечным резистором R1 добиваются одинаковых показаний микроамперметра РА1. Затем, измерив тестером или мультиметром сопротивление подстроечника R1 при отключенных диодах, определяют значение сопротивления довеска - постоянного сопротивления, которое подпаивается последовательно с испытуемым диодом. Таким же образом подбираются довески к другим диодам-датчикам. Подобранные диоды (с довесками) устанавливаются в нужных точках в ульях и подключаются через разъем к термометру. Экран провода подключается к минусовой шине, центральная жила - к R2 термометра.

Термометр можно применять и в других отраслях сельского хозяйства.

Автор: А.Кухаренко, г.Гродно, Беларусь

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Случайная новость из Архива Новая ткань и согреет, и охладит 02.12.2017 Материаловеды из Стэнфордского университета в Пало-Альто (США), под руководством И Цуя (Yi Cui) разработали ткань, которая способна как согревать, так и охлаждать человеческое тело, благодаря своей особой структуре. В последние несколько десятилетий, ученые уже разработали "дышащие" материалы, которые сводят до минимума потери тепла человеческим телом. С охлаждением сложнее; одно из решений заключается в создании ткани, которая задерживала бы видимый свет (то есть, была бы непрозрачной), но при этом свободно пропускала бы инфракрасное (ИК) излучение тела, с которым из него выделяется 40-60% тепловой энергии. Цуй с коллегами совместили эти два подхода. Созданная ими ткань представляет собой эдакий "сэндвич", в котором роль хлеба (внешних слоев) играют слои, сплетенные из нанонитей полиэтилена. "Начинка" же двухслойная: один слой - поглощающий (и испускающий) инфракрасные лучи карбон, другой - пленка из меди, которая задерживает ИК-лучи лишь в незначительной степени. Таким образом, надевая одежду, сшитую из такой ткани, то одной стороной, то другой, можно либо согреваться в холод, либо охлаждаться в жару. Испытания показали, что разница температур, которую можно при этом достичь, доходит до 6.5°C. Это уже позволит сэкономить немало энергии на отоплении (летом) и охлаждении (зимой) домов, на что в США уходит до 40% всех домовых энергозатрат. Исследователи убеждены, что смогут уже в ближайшем будущем повысить эффективность своей утепляющей/охлаждающей ткани более чем в два раза. Эвелин Вонг (Evelyn Wang), инженер из Массачусетского технологического института, называет статью своих стэнфордских коллег "увлекательным", а предложенную ими концепцию - "элегантной и весьма простой".

Другие интересные новости:

▪ Наука гладить кошку

▪ Пузырьковый душ

▪ Безвентиляторный блок питания SilverStone Nightjar NJ600

▪ Одна из причин плохого аппетита

▪ Вязание - тоже терапия

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Безопасное стекло Triplex. История изобретения и производства

▪ статья Как велика плотность туманности Ориона? Подробный ответ

▪ статья Оператор очистных сооружений. Типовая инструкция по охране труда

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

▪ статья Порт USB - источник питания 6-15 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026