Термостабилизатор на микросхеме AD597. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Применение преобразователя сигнала термопары AD597 [1] производства фирмы Analog Devices позволяет достичь высокой линейности измерения температуры в широком интервале температур и применить цифровую индикацию температуры без дополнительной коррекции. Предлагаемый термостабилизатор позволяет измерять температуру в интервале -200...+200 °С, регулировать ее в интервале 0...+200 °С, считывать значение с 3,5-разрядного жидкокристаллического дисплея.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Термостабилизатор (рис. 1) содержит термопару BK1 типа K (сплавы никель - хром/никель - алюминий (хромель/алюмель)), преобразователь ее сигнала - микросхему DA8, интегрирующий АЦП DD2, источник образцового напряжения, выполненный на ОУ DA6 и транзисторной сборке DA4 [2], компаратор на ОУ DA7, цепи управления симистором VS1 и стабилизированный источник питания.

Необходимое значение температуры в интервале 0...+200 °С задают переменным резистором R20. При необходимости этот интервал можно сдвинуть в область отрицательных значений температуры (понадобится дополнительный источник образцового напряжения -1...-5 В, легко реализуемый на основе приведенного на схеме или выполненный на специализированной микросхеме) или расширить без нарушения линейности шкалы резистора, что является важным отличием от термостабилизаторов с датчиком температуры на основе терморезистора.

Особенность примененного компаратора на ОУ DA7 - отсутствие резистивной цепи гистерезиса, как правило, высокоомной и требующей в общем случае (для обеспечения заданных порогов срабатывания - отключения компаратора при заданном значении температуры) точного подбора сопротивления цепи. При широком интервале регулирования это, в свою очередь, приводит к необходимости применения набора мегаомных постоянных и переменных резисторов.

В момент достижения напряжением на инвертирующем входе ОУ DA7 порога срабатывания (при снижении температуры) на его выходе появляется напряжение положительной полярности и транзистор VT1 открывается. В результате, если контакты выключателя

SA1 замкнуты, срабатывает реле K1. Своими контактами K1.1 оно замыкает накоротко резистор R4 в цепи управляющего электрода симистора VS1, в результате чего он открывается и включает нагреватель EK1, а контактами K1.2 запускает одновибратор DA1, выполненный на интегральном таймере NE555N [3].

Выходы одновибратора и компаратора соединены с затвором транзистора VT1 по схеме "диодное ИЛИ". Длительность формируемого одновибратором импульса tз = 1,1R5*C9 = 1 с. Таким образом, при достижении порога срабатывания компаратора реле K1 в течение времени tз включено, и происходит дальнейший нагрев до устойчивого срабатывания компаратора. По окончании tз, если компаратор продолжает находиться в неустойчивом состоянии, одновибратор перезапускается при первом же замыкании контактов K1.2. Такое решение позволяет свести к минимуму дребезг контактов реле при неустойчивом состоянии компаратора.

Длительность импульса t3 при необходимости можно выбрать иной, изменив тем самым нижнее и верхнее значения температуры нагреваемого тела или объекта.

При переводе выключателя SA1 в показанное на схеме положение реле K1 и симистор VS1 немедленно выключаются. Последовательно с нагревателем необходимо включить аварийное термореле (его контакты обозначены на схеме как KK1.1), настроенное на предельно допустимую температуру, чувствительный элемент которого расположен в области наибольшей температуры нагреваемого тела или объекта.

Для индикации исправности блока питания применены светодиоды HL2, HL3 желтого цвета свечения, используемые также для подсветки жидкокристаллического дисплея HG1. Индикатором включения нагрузки служит светодиод HL4 красного цвета свечения. Активное состояние запятой третьего разряда дисплея обеспечивается применением логического элемента DD1.1 [4].

В приборе использованы постоянные резисторы МЛТ и подстроечные СП5-3. Переменный резистор R20 - проволочный любой конструкции с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка, допустимо применение импортного многооборотного со счетчиком оборотов на ручке. Конденсаторы С1, С13, С15, С16- К73-17, C3, C4, C7- C10 - оксидные К50-35 или импортные, остальные - КМ-6. Реле K1 - промежуточное герконовое РПГ-2-2202У3 (номинальное напряжение - 12 В, потребляемая мощность - 0,3 Вт). Учитывая возможные затруднения с его приобретением, рекомендую изготовить такое реле самостоятельно на основе двух герконов КЭМ-1 (ОДО.360.037 ТУ).

Рис. 2

Катушку самодельного реле наматывают проводом ПЭв-2 0,2 (2400 витков) на каркасе (рис. 2), изготовленном из стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм. После сборки стыки его деталей проклеивают эпоксидным компаундом, излишки которого после затвердевания удаляют надфилем. Катушку после

намотки заливать компаундом не обязательно, достаточно защитить ее снаружи лакотканью. Герконы помещают внутрь каркаса. Они должны входить туда свободно, необходимо исключить возникновение механических напряжений в их корпусах и ударных нагрузок при монтаже и эксплуатации. Готовое реле помещают в полистироловый корпус. Допускается применение термоусадочной трубки подходящего диаметра, она должна плотно охватывать щечки каркаса.

Элементы устройства смонтированы на трех печатных платах. На первой размещены все интегральные микросхемы (выводы входов неиспользуемых элементов микросхемы DD1 соединены с общим проводом), за исключением стабилизаторов напряжения, на второй - трансформатор питания T1, плавкие предохранители FU1, FU2, интегральные стабилизаторы DA2, DA3, DA5 и симистор VS1 (с отдельными теплоотводами каждый), реле K1 и неоновая лампа HL1, на третьей - элементы индикации и управления. Для упрощения монтажа и обслуживания устройства в процессе эксплуатации первая плата соединена с третьей с помощью жгута и 26-контактного разъема: двухрядная вилка PBD-26 (с шагом контактов 2,54 мм) установлена на первой, а ответная часть - розетка BLD-26 - смонтирована на жгуте проводов, идущих от третьей. В качестве разъема для подключения нагрузки X1 использована часть встраиваемой розетки 16 А - 250 В с керамическим основанием.

Термостабилизатор собран в доработанном пластмассовом корпусе для радиолюбительских конструкций типоразмера G010 (95x135x45 мм) производства фирмы Kemo Germany GmbH. Доработка заключалась в увеличении размера 45 мм до 115 мм вставлением между половинами корпуса двух пластин размерами 70x135 мм из листового органического стекла толщиной 3 мм. Первые две платы установлены в предусмотренных местах половин корпуса, третья - в его передней части, а все соединители - в задней. На рис. 3 прибор показан спереди (со снятой верхней крышкой и прозрачной лицевой панелью), а на рис. 4 - сзади.

Рис. 3

Рис. 4

Налаживание устройства сводится к установке частоты встроенного тактового генератора микросхемы DD2 (40 кГц) подстроечным резистором R28 и образцового напряжения Uобр = 1,000 В на ее выводе 36 подстроечным резистором R12.

Литература

1. Thermocouple Conditioner and Setpoint Controller AD596*/AD597*.-
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. В 2-х томах. 3-е изд. стереотипное. Перевод с англ. Под редакцией М. В. Гальперина. - М.: Мир, 1986.
3. Коломбет Е. А. Таймеры. - М.: Радио и связь, 1983.
4. Бирюков С. Применение АЦП КР572ПВ5. - Радио, 1998, № 8, с. 62-65.

Автор: Д. Молоков

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива USB 3.0-брелок TRENDnet с поддержкой IEEE 802.11ac 29.04.2013 Компания TRENDnet заявила о поступлении в продажу сетевой карты для беспроводной связи в формате USB-брелока TEW-805UB. Как утверждает производитель, это первое в отрасли устройство такого типа с поддержкой новейшего стандарта беспроводной связи IEEE 802.11ac и высокоскоростным интерфейсом USB 3.0. Новинка была анонсирована ещё в начале января в рамках выставки CES 2013, но только сейчас продукт готов к выходу на рынок. Устройство поддерживает передачу данных в беспроводной сети на скорости до 867 Мбит/с. Также поддерживает спецификация IEEE 802.11n с пропускной способностью 300 Мбит/с. Габариты USB-брелока составляют 80 х 27 х 12 мм, масса - 20 граммов. Устройство доступно в США по цене $60.

Другие интересные новости:

▪ Аморфный карбид кремния - сверхпрочная альтернатива для микрочипов

▪ Новые программируемые многоканальные 16-/14-битные АЦП

▪ Противодроновый автомобиль

▪ Здоровье человека зависит от деревьев

▪ Электронный тренажер силы воли

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электротехнические материалы. Подборка статей

▪ статья Пуп земли. Крылатое выражение

▪ статья Где появились первые варвары? Подробный ответ

▪ статья Слюногон лекарственный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Программируемая световая установка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Входная цепь трансивера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026