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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Разработан чип, выдерживающий космический холод 22.03.2023 Стартап из Нью-Йорка, занимающийся разработкой квантовых компьютеров, SEEQC, объявил о создании цифрового чипа, который может работать при температурах ниже космического холода. Это позволит использовать его с квантовыми процессорами, расположенными в криогенных камерах. Квантовые компьютеры используют особенности квантовой физики для решения задач, которые невозможно или очень сложно решить на обычных компьютерах. Однако квантовые биты или кубиты, являющиеся основными элементами квантовых компьютеров, очень чувствительны к внешним воздействиям и могут потерять свое состояние. Поэтому они требуют охлаждения до температур, близких к абсолютному нулю (около -273°C). Чтобы управлять кубитами и контролировать их работу, необходимо иметь классический компьютерный чип, который может обмениваться данными с квантовым процессором. Однако большинство существующих классических чипов не могут работать при таких низких температурах и должны быть размещены вне криогенной камеры. Это создает помехи для передачи сигналов и увеличивает энергопотребление и шум. Стартап SEEQC решил эту проблему - их новый чип позволит обеспечить быстрый и надежный обмен информацией между классическим и квантовым компьютером. Кроме того, разработка инженеров стартапа способна выполнять сложные алгоритмы для управления и оптимизации работы кубитов без необходимости отправки данных на внешний компьютер. Процессор также имеет меньший размер и потребляет меньше энергии. И хотя в SEEQC заявляют, что создали первый в мире чип, способный работать в одной криогенной среде с кубитами, стартап имеет множество конкурентов. К примеру, IBM, Google, Microsoft, Intel и Amazon имеют свои программы и платформы для квантового вычисления. Также есть другие стартапы, такие как IonQ, Rigetti Computing и D-Wave Systems, которые предлагают квантовые процессоры и облачные сервисы. Однако разработка SEEQC отличается от других тем, что она использует подход под названием цифровое квантовое вычисление (Digital Quantum Computing). Это означает, что инженеры проекта интегрируют классический и квантовый компьютер в одном чипе с помощью сверхпроводниковой технологии. Это позволяет снизить сложность и стоимость создания и эксплуатации квантовых компьютеров. Стартап SEEQC также имеет свою лабораторию по производству чипов в Нью-Йорке (Chip Foundry & Fabrication), где он может тестировать и оптимизировать свои чипы для разных видов кубитов. Кроме того, специалисты компании сотрудничают с разными партнерами по всему миру для разработки и демонстрации программ на основе своего чипа. SEEQC возглавляет проект под названием QCAT (Quantum Computing for Advanced Technologies), финансируемый правительством Великобритании. Цель этого проекта - создать полноценный квантовый компьютер на основе цифрового чипа SEEQC и демонстрировать его применение в различных областях, таких как машинное обучение, оптимизация и исследование в медицине.

Другие интересные новости:

▪ Акулы научат людей отращивать зубы

▪ Микросхема MSA66 мощного трехфазного усилителя для работы с электромоторами

▪ Миллиардная мышь от Logitech

▪ 3D-монитор без очков ThinkVision 27 3D

▪ Шаг к настольному ускорителю

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Музыканту. Подборка статей

▪ статья Чтобы не дразнить гусей. Крылатое выражение

▪ статья Умеют ли животные считать? Подробный ответ

▪ статья Орехи. Советы туристу

▪ статья Генератор гармонических колебаний на логических элементах с цифровым управлением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы. Маркировка. Корпус КТ-27 (ТО-126). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026