Термостабилизатор для температуры 150...1000 °С. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Схема предназначена для автоматического поддержания нужной температуры с высокой точностью и может найти применение в различных промышленных и бытовых устройствах для управления нагревом термокамеры или паяльника.

Основные технические характеристики термостабилизатора

1. Диапазон рабочих температур +150...1000 °С.

2. Точность поддержания установленной температуры в рабочем диапазоне не хуже 2 °С.

3. Рабочее напряжение нагревателя может быть от 100 до 400 В.

4. Мощность нагревателя допустима до 4 кВт (или 8 кВт при использовании радиатора для симистора большей площади).

5. Датчиком температуры является термопара из спая Хромель- Алюмель.

6. Схема управления термостабилизатора имеет электрическую развязку по постоянному току от сети питания нагревателя.

7. Включение цепи нагревателя производится электронным бесконтактным способом.

8. Питание схемы управления осуществляется от двухполярного источника питания с напряжением 12В (ток потребления схемы управления не превышает 15 мА). К одному блоку питания допустимо подключать до 10 схем термостабилизаторов.

Термостабилизатор содержит минимальное число элементов, что обеспечивает высокую надежность, а малые габариты позволяют легко разместить его внутри любого корпуса.

Устройство состоит из двух узлов: схемы управления и блока питания.

Рис. 1.17. Электрическая схема термостабилизатора (нажмите для увеличения)

Схема управления (рис. 1.17) выполнена на одной сдвоенной микросхеме DA1 (140УД20А) и симметричном тиристоре (симисторе) VS1. На элементе DA1.1 собран дифференциальный усилитель сигнала с термопары, а на DA1.2 - интегратор, который управляет работой генератора импульсов на однопереходном транзисторе VT1. Импульсы через разделительный трансформатор Т1 поступают на управление коммутатором VS1.

Рис. 1.18. Форма импульсов на управляющем выводе симистора

Использование в схеме интегратора вместо обычно применяемого компаратора позволяет обеспечить мягкую характеристику изменения мощности в нагревателе при выходе на режим термостабилизации. Это осуществляется за счет изменения времени заряда конденсатора С8, от которого зависит частота генератора, а значит, и начальный угол открывания симистора. Пока напряжение с выхода DA1/12 не превысит пороговое значение, установленное резисторами R1 и R2 (на DA1/6), на выходе микросхемы DA1/10 будет напряжение +12 В, что обеспечит работу генератора (VT1) на максимальной частоте. При этом форма импульсов на управляющем электроде симистора должна иметь вид, приведенный на рис. 1.18.

Если форма импульсов другая, следует поменять местами выводы на одной из обмоток трансформатора Т1.

Электрическая схема блока питания термостабилизатора может быть собрана по одному из приведенных на рис. 1.19 вариантов. Обе схемы имеют внутреннюю электронную защиту от перегрузки и в особых пояснениях не нуждаются, так как являются типовыми. При использовании одного источника питания для нескольких термостабилизаторов включение каждой схемы управления производится отдельным тумблером.

Рис. 1.19. Двухполярныи источник питания для термостабилизатора (нажмите для увеличения)

Топологии печатных плат и расположение деталей приведены на рис. 1.20...1.22. Симистор устанавливается на радиатор, состоящий из двух медных пластин, одна из которых показана на рис. 1.23. Для удобства подключения внешних цепей схемы на плате (рис. 1.21) закреплены винты МЗ и М4 с гайками.

Рис. 1. 20. Топология печатной платы схемы управления

Рис, 1.21. Расположение детален

Рис. 1.22. Печатная плата источника питания, вариант 2

В схеме применена прецизионная микросхема, и замена ее на другой тип недопустима, так как это ухудшит точность поддержания температуры из-за увеличения дрейфа нуля, который будет соизмерим с величиной сигнала от термопары.

Импульсный трансформатор Т1 наматывается проводом ПЭЛШО-0,18 на ферритовом кольце М4000НМ1 типоразмера К16х10х4 мм или кольце М2000НМ1 - К20х12х6 мм и содержит в обмотке 1 - 80 витков, 2-60 витков. Перед намоткой острые грани сердечника нужно закруглить надфилем. Иначе они прорежут провод. После намотки и пропитки катушки лаком нужно обязательно убедиться в отсутствии утечки между обмотками, а также обмотками и ферритом каркаса.

Остальные детали схемы не критичны и могут быть любого типа, например: переменные резисторы R1 и R2 типа СПЗ-4а; R3 и R4 - подстроенные многооборотные СП5-2; постоянные резисторы типа С2-23; электролитические конденсаторы С6 и С7 - К53-1А на 16 В; остальные - типа К10-17. Диоды VD2, VD3 предназначены для защиты схемы от неправильного подключения источника питания и могут быть любыми, на ток до 100 мА.

Подключая схему управления, необходимо соблюдать положение фазы, указанное на рисунке (при правильном соединении на радиаторе симистора должна находиться фаза сетевого напряжения). Это особенно важно, если от одного источника питания включено несколько термостабилизаторов.

При подаче питания на схему управления должен включиться нагрев нагрузки RH. Индикатором включения нагревателя является свечение светодиода HL1 или включенной параллельно с нагрузкой лампы.

Рис. 1.23. Конструкция радиатора для симистора

Для настройки температуры стабилизации устанавливаем в среднее положение регуляторы R1, R2 и,
дождавшись повышения температуры в зоне нагрева до нужной величины, регулятором ГРУБО добиваемся отключения нагревателя.

Когда процесс термостабилизации установится, скорректировать температуру можно регулятором ТОЧНО.

Схема позволяет иметь несколько фиксированных значений температуры при переключении S1. В этом случае нужная температура настраивается соответствующими подстроечными резисторами R3 и R4 на плате управления.

Публикация: cxem.net

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 Охлаждение крошечной электроники до рекордно низких температур 12.03.2019 Температура крошечных электронных чипов впервые была доведена до рекордно низкой температуры - ниже тысячной доли Кельвина. Об этом сообщили ученые 6 марта на заседании Американского физического общества. Чтобы достичь такой низкой температуры, ученые добавили на чип крошечные кусочки металла, которые действуют как магнитные холодильники. Когда ученые увеличивали и уменьшали магнитные поля, эти крошечные холодильники, изготовленные из металлического индия, помогали охладить электроны чипа примерно до 420 микрокельвинов - менее полутысячной доли Кельвина. Другие материалы были подвергнуты гораздо более низким температурам, чем охлажденные чипы. Так, электронные облака атомов были охлаждены до триллионных долей кельвина. Но электронные облака легче охлаждать, чем электронные чипы, для работы которых требуется взаимодействие извне, и, кроме того, через них протекают токи, выделяющие тепло. Достижение сверхнизких температур может помочь в определенных приложениях, таких как квантовые вычисления, при которых ученые используют физику крошечного атомного мира. Теплые температуры заставляют частицы толкаться, запутывая их квантовые свойства. Многие квантовые компьютеры охлаждаются специальными холодильниками до нескольких тысячных долей Кельвина. Более низкие температуры могут позволить частицам сохранять свои квантовые свойства в течение более длительного периода времени. По словам физика Николая Юртагюля из Технологического университета в Делфте (Нидерланды), возможность достигать более низких температур может также привести к неожиданным эффектам. Например, в прошлом это позволило ученым обнаружить явление сверхпроводимости - проводимость электричества без сопротивления.

Другие интересные новости:

▪ Обнаружены рецепторы вкуса жира

▪ Шоколад улучшает зрение

▪ Туры на воздушных шарах по стратосфере

▪ Датчик для искусственного хрусталика

▪ Прогулки на природе полезны для мозга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья В жизни всегда есть место подвигу. Крылатое выражение

▪ статья Что такое вечнозеленые растения? Подробный ответ

▪ статья Работа на автоматической моечной установке портального типа М-12 ИСТОБАЛЬ. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Буфер для защиты генератора прямоугольных импульсов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Три фокуса с монетами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026