Цифровой мультиметр измеряет температуру. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Используя специализированную микросхему К1019ЕМ1, цифровой мультиметр можно превратить в измеритель температуры с повышенной точностью.

Цифровые мультиметры DT830B с разрядностью дисплея 3,5 легко дополнить микросхемой-термодатчиком К1019ЕМ1. Однако выходной сигнал этой микросхемы в рабочем диапазоне температур находится в интервале 2331...3931 мВ и измерять его можно только на пределе вольтметра 20 В, причем высвечиваемое на дисплее значение температуры будет в °К.

Устройство, описываемое в публикуемой статье, предназначено для уменьшения выходного напряжения микросхемы К1019ЕМ1 на 2731,5 мВ. Преобразованное таким образом выходное напряжение будет соответствовать температуре в привычных нам °C.

Интегральные микросхемы К1019ЕИ1 и К1019ЕМ1А [1, 2] представляют собой чувствительные термодатчики с линейной зависимостью выходного напряжения от абсолютной температуры: Uвых=aт.Тk, где ат=10 мВ/К - температурный коэффициент напряжения, Тk - абсолютная температура в градусах К.

Точностные параметры этих микросхем достаточно высоки - погрешность выходного напряжения микросхемы, откалиброванной при температуре +25°С, в пределах всего рабочего диапазона температур 45...+125°С не превышает 10 мВ, т. е. составляет менее 1°С, а в диапазоне 0...+40°С - 0,1°С.

В описываемом устройстве в качестве опорного источника напряжения используется внутренний источник АЦП самого мультиметра. При отключенном разъеме датчика температуры потребляемый устройством ток не превышает 100 мкА, а при подключении датчика он возрастает на величину рабочего тока микросхемы К1019ЕМ1, составляющего приблизительно 1 мА.

Принципиальная схема работающего с мультиметром (вольтметром) устройства для измерения температуры показана на рис. 1. Оно состоит из дополнительной платы А1.1 и термопреобразователя А2. На дополнительной плате смонтирован узел смещения постоянного напряжения, собранный на операционном усилителе DA1 и транзисторе VT1. Величина смещения напряжения на коллекторе транзистора VT1 относительно вывода 32 АЦП составляет 2731,5 мВ. Подстроечный резистор R1 служит для точной установки этого значения. Конденсатор С1 корректирует частотную характеристику участка узла смещения напряжения, охваченного отрицательной обратной связью через резистор R5, что исключает самовозбуждение. Транзистор VT2 и резисторы R11-R13 образуют генератор стабильного тока величиной около 1 мА. Термопреобразователь состоит из микросхемы-термодатч К1019ЕМ1, резисторов R8-R10 и вилки разъема Х1. Резистор R9 корректирует выходное напряжение микросхемы.

Дополнительная плата устройства измерения температуры мультиметром DT830B выполнена из пластины одностороннего стеклотекстолита размерами 32x32 мм. Расположение элементов на этой плате показано на рис. 2.

После установки на плате всех монтажных элементов и подпайки внешних проводников к контактным площадкам бокорезами укорачивают их концы, выступающие со стороны печатных проводников до 1,5...2 мм, иначе плата по высоте не разместится в корпусе мультиметра. После этого с помощью брусков, изготовленных из спичек, дополнительную плату приклеивают клеем "Момент" на свободный участок печатной платы мультиметра. Термопреобразователь также смонтирован на печатной плате из стеклотекстолита. Размещение на ней элементов термопреобразователя показано на рис. 3.

Открытые контактные площадки и резисторы термопреобразователя следует покрыть лаком или клеем БФ-2. Узел термопреобразователя можно соединить с блоком мультиметра любым двухпроводным кабелем нужной длины. Автор, например, использовал телефонный кабель длиной около 8 м. Функции разъемного соединителя выполняют трехполюсная коммутационная вилка от стереофонических головных телефонов номинальным диаметром 3,5 мм и трехполюсная коммутационная розетка 1308 МЭК-рр.

На рис. 4 представлен эскиз трехполюсной вилки и розетки. Последняя устанавливается в высверленное специально для нее отверстие с боковой стороны корпуса мультиметра. Пластмассовое основание розетки должно плотно прилегать к плоскости корпуса мультиметра. Для прочности места соединения промазывают клеем, который используют при изготовлении пластмассовых моделей. К коммутационной вилке подпаян проводник, соединяющий 1 и 3 ее выводы. Этот проводник подключает измерительный входной контакт мультиметра к датчику только во время измерения температуры.

В измерителе температуры применены подстроечные резисторы СПЗ-19а (R1, R9), постоянные С2-29В (R2, R3, R5, R8, R9) и ОМЛТ (остальные). Конденсатор С1 керамический любого типа.

Настройка устройства производится в следующем порядке. Вначале к разъему Х1 подключают датчик температуры и резистором R1 устанавливают напряжение между коллекторами транзисторов VT1 и VT2 равным 2731,5 мВ. После этого термочувствительный преобразователь вместе с медицинским термометром помещают под мышку и через 5 мин сравнивают показания термометра с показаниями на цифровом табло мультиметра, включенного в режим вольтметра на предел 2000 мВ. Если эти показания не совпадают, нужно подстроить мультиметр с помощью резистора R9. Затем следует вновь измерить температуру и в случае необходимости снова производят коррекцию. При достижении одинаковых показаний медицинского термометра и мультиметра настройку завершают.

В заключение нужно отметить, что описанное устройство можно использовать совместно с любым цифровым вольтметром на базе АЦП К572ПВ2, К572ПВ5, К572ПВ6. Возможная область его применения - это дистанционное измерение температуры внутри и вне жилых и подсобных помещений, овоще- и зернохранилищах, на других объектах, требующих температурного контроля.

Литература

1. Бирюков С. Микросхемы-термодатчики К1019ЕМ1, К1019ЕМ1А. - Радио, 1996, № 7, с. 59.
2. Новаченко И. В., Телец В. Н., Краснодубец Ю. А. Интегральные схемы для бытовой радиоаппаратуры. - Справочник. - М.: Радио и связь, 1995.

Автор: В.Поротников, г.Екатеринбург

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Доказано существование бессмертных квантовых частиц 01.07.2019 В окружающем нас мире нет ничего вечного. Люди, планеты, звезды, галактики и, возможно, вся Вселенная имеют определенный "срок жизни". Но происходящее в странном квантовом мире часто не следует обычным правилам. И недавно ученые обнаружили, что квазичастицы определенных типов, существующие в квантовых системах при определенных условиях, могут существовать практически бесконечно. Это не означает, что данные квазичастицы никогда не распадаются, но они тут же восстанавливаются, словно "птица Феникс из пепла", что делает их совершенно "бессмертными". Описанное выше с первого взгляда входит в прямое противоречие со вторым законом термодинамики, согласно которому уровень энтропии в изолированной системе может только увеличиваться. Другими словами, объекты, входящие в эту систему, могут только разрушаться, но не формировать, объединяясь с другими, более крупные и более сложные объекты. Однако, поведение объектов квантовых систем практически никогда не подчиняется обычным законом, и обнаруженные квазичастицы являются прямым тому подтверждением. Квазичастицы не являются частицами, такими, как электроны или кварки, в традиционном понимании. Квазичастицы - это следствие возникновения энергетических возбуждений в среде их существования, вызванных электрическими или магнитными воздействиями. В большинстве случаем квазичастицы - это связанные друг с другом две или большее число частиц, которые ведут себя как одна частица большого размера. К квазичастицам можно отнести фононы - дискретные образования из энергии вибрации атомов в кристаллической решетке, поляроны, представляющие собой пойманные в ловушку поляризационного облака кристаллической решетки электроны. В своих исследованиях ученые из Института физики сложных систем Макса Планка и Технического университета в Мюнхене сконцентрировались исключительно на квазичастицах волновой природы, подобных фононам, для чего был разработан ряд численных методов, ставший основой моделирующего программного обеспечения для суперкомпьютера. Расчеты математических моделей показали, что все частицы действительно распадаются, но некоторые из них тут же возникают снова. Распад и возникновение частицы происходят очень быстро и являются этапами еще одного колебательного процесса, способного длиться до бесконечности. И, как указали ученые-физики, происходящее с квазичастицами не нарушает второго закона термодинамики. Поскольку колебания - это волновые функции, то во время данного процесса происходит постоянное преобразование энергии в материю и обратно, что "находится под защитой" принципа дуализма квантовых частиц. А энтропия квантовой системы в таком случае не увеличивается и не уменьшается, а остается на постоянном уровне. Данное открытие уже позволило найти объяснения некоторым странным вещам. К примеру, на свете существует магнитный материал Ba3CoSb2O9, который обладает высокой стабильностью. И, похоже, ключевым моментом этой стабильности являются магнитные квазичастицы, магноны, которые снова возникают после их распада. Вторым примером является гелий, который превращается в сверхтекучую жидкость при температуре, близкой к абсолютному нулю. Эта особенность гелия может быть объяснена фактом наличия в нем потенциально "бессмертных" квазичастиц, называемых ротонами.

Другие интересные новости:

▪ Прототип мобильного цифрового телевизора от MICROSOFT и LINX ELECTRONICS

▪ Ложные надписи на дорожных знаках обескуражат дронов

▪ Энергия из холода

▪ Электродная модернизация скафандров защити от марсианской пыли

▪ Нанотрубки помогут собирать нефть

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПУЭ. Подборка статей

▪ статья Школьный комбайн. Чертеж, описание

▪ статья Какое отношение морские свинки имеют к морю и свиньям? Подробный ответ

▪ статья Врач и медсестра при работе в медпункте. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Черная протрава для алюминия. Простые рецепты и советы

▪ статья Электрооборудование кранов. Троллеи напряжением до 1 кВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026