Простой преобразователь температура-напряжение. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Для усилителя со сбалансированным дифференциальным входом (рис. 1) при условии RV = R1" = R1 выходное напряжение определяется выражением [1]:

Uвых = -Uвх(R2-R3)/(R1 +R3). (1)

В цепь отрицательной обратной связи вместо резистора R2 можно включить линейный термодатчик, сопротивление которого имеет температурную зависимость

Rt = R0 + αt, (2)

где R0 - сопротивление термодатчика при О °С; a - коэффициент температурной чувствительности, Ом/°С; t - температура, °С.

Приняв сопротивление R3 равным R0, получим

Uвых= -Uвхαt/(R1 +R0). (3)

Если обеспечить условие

Uвхα/(R1 +R0) = 1, (4)

то, как следует из выражения (3), на выходе ОУ получим напряжение, численно равное температуре термодатчика. Сопротивление R1 для обеспечения этого условия определится из соотношения

R1 =αUвх-R0. (5)

Для получения хорошей стабильности преобразователя необходимо использовать высококачественный операционный усилитель, например, К140УД17А.

Возможность применения такого преобразователя в качестве приставки к цифровому мультиметру на базе АЦП КР572ПВ5 показана на рис. 2. Питание приставки выполнено от батареи мультиметра. Измерение температуры производят по шкале напряжений на пределе 200 мВ.

(нажмите для увеличения)

Резистивным датчиком температуры является стандартный термодатчик с параметрами R0 = 50 Ом, а = 0,214 Ом/°С. Для преобразователя напряжение Uвх, соответствующее используемому для этой цели образцовому напряжению от внутреннего стабилизатора АЦП, равно 3 В [2]. Так как измерения напряжения производятся в милливольтах, из выражения (5) получим

R1 - 30000,214 - 50 = 592 Ом.

Балансировка моста выполняется резистором R5 при подключенном вместо датчика резисторе R = R3 = R0.

Для определения номинала резисторов R1 и R2 рекомендуется измерить величину UBX каждого конкретного экземпляра мультиметра. Измерения выполняют, соединив измерительный вход мультиметра "V/Ω" с плюсовым выводом батареи питания. Второй ("холостой") вход мультиметра остается не подключенным.

Необходимо отметить, что для приведенной на рис. 2 схемы подключения приставки на мультиметре отражается знак "-" при положительных значениях температуры, а при отрицательных, наоборот, знак "+". Устранить это неудобство можно, используя для приставки внешний двухполярный стабилизированный источник питания. При этом резистор R3 приставки подключается к средней точке (общему проводу) источника. Если высокая точность измерения не требуется, то для правильного отражения знака шкалы Цельсия достаточно поменять между собой места подключения элементов R4 (Rt) и R3 (рис. 2). Систематическая ошибка измерения в этом случае составит около 1 °С при 50 °С и немногим более 3 °С при 100 °С.

При отсутствии стандартного датчика его можно изготовить самостоятельно по рекомендациям [3], уточнив сопротивления резисторов R1, R2 с учетом температурного коэффициента чувствительности материала. В преобразователе целесообразно использовать прецизионные резисторы С2-29 (или аналоги) ближайших номиналов из ряда Е96 или Е192. В крайнем случае можно с помощью того же мультиметра подобрать из металлодиэлектрических резисторов близких номиналов экземпляры с близкими к расчетным значениям сопротивлениями.

Литература

1. Алексеенко А. Г., Коломбет Е. А., Стародуб Г. И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. 2-е изд. - М.: Радио и связь, 1985, с. 75, 76.
2. Бирюков С. Применение АЦП КР572ПВ5. - Радио, 1998, № 8, с. 62-65.
3. Хоменков Н. Зверев А. Цифровой термометр. - Радио, 1985, № 1, с. 47-49.

Автор: Б.Порохнявый, г. Красноярск

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

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 ...>>

Случайная новость из Архива Новый подводный акустический плащ-невидимка 19.05.2018 Группа исследователей из Пенсильванского университета разработала устройство сокрытия, эффективно работающее под водой. Этот новый "метаматериальный плащ-невидимка" способен перехватить и преломить распространяющиеся под водой акустические волны, которыми прощупывают окружающее пространство гидролокаторы. При этом, все это происходит без малейшего отражения или рассеивания звуковых волн, благодаря чему сонар не сможет узнать о том, что в пределах его досягаемости находится какой-либо объект. Напомним нашим читателям, что метаматериалы - это искусственные материалы со сложной структурой и структурой их поверхности, благодаря чему они обладают свойствами, полностью отсутствующими у любых материалов естественного происхождения. Обычно метаматериалы являются композитными материалами, в основе которых лежать различные металлы, керамика и пластики. В случае подводного акустического плаща-невидимки проблема создания эффективного устройства сокрытия усложняется том, что вода более плотна и сжимается в меньшей степени, нежели воздух, что ограничивает количество возможных вариантов. Материал нового плаща-невидимки состоит из ячеек, размеры которых меньше длины волны акустических колебаний. После испытаний различных вариантов исследователи остановились на устройстве в форме пирамиды, высотой 90 сантиметров, изготовленного из перфорированных особым образом металлических пластинок. Испытания устройства проводились в заполненном водой резервуаре, оборудованном источником звуковых волн, частотой от 7 до 12 тысяч Герц и множеством гидрофонов, которые контролировали всю картину звуковых колебаний в резервуаре. Было найдено, что пирамида все же отражала назад звуковые волны, однако, фаза, амплитуда и некоторые другие параметры звуковых волн не соответствовали параметрам волн, отражаемых от поверхности какого-нибудь объекта. А это, в свою очередь, делает невозможной нормальную работу таких инструментов, как гидролокатор. Согласно информации от исследователей, у разработанной ими технологии, помимо ее использования в качестве устройств сокрытия от гидролокаторов, имеется еще целый ряд возможных областей применения. И к таким областям, в первую очередь, можно отнести дальние подводные коммуникации, в основе работы которых лежат сигналы акустического диапазона.

Другие интересные новости:

▪ Измерена температура фотосферы красных сверхгигантов

▪ Наносенсор обнаружит пестициды на фруктах

▪ Искусственные метеоритные дожди

▪ Лондон оказался под угрозой затопления

▪ Стресс подавляет страх

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Наркомания и токсикомания: проблемы борьбы с ними, профилактика. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Почему область во Франции называется Нормандией? Подробный ответ

▪ статья Станочник деревообрабатывающих станков, занятый высверливанием и заделкой сучков. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Продление жизни лампы дневного света. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Настройка и испытание УКВ антенн. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026