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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Формирование ложных воспоминаний у шмелей 27.09.2024 Шмели, известные своим удивительным поведением и навыками, оказались способны формировать ложные воспоминания - подобно людям. Ученые впервые заставили этих насекомых объединять элементы прежних воспоминаний в новые образы, которые никогда не существовали. Этот факт свидетельствует о том, что память шмелей является конструктивной, то есть они не всегда точно воспроизводят прошлые события. Подобно людям, их мозг способен перестраивать воспоминания, что может также указывать на наличие эпизодической памяти и даже способности мысленно представлять будущее. Ранее способность создавать ложные воспоминания, или конъюнкционные ошибки, считалась исключительно человеческой чертой. Однако недавние исследования показали, что некоторые животные также склонны к подобным когнитивным феноменам. Например, признаки ложных воспоминаний были выявлены у каракатиц. Это открытие побудило ученых исследовать память более простых организмов, таких как шмели, чтобы лучше понять природу формирования воспоминаний и влияние на них различных факторов, включая такие заболевания, как деменция. Исследование, проведенное ученой из Университета Стерлинга в Шотландии, было направлено на изучение способности шмелей создавать ложные воспоминания. Для этого были выбраны дикие шмели трех видов: полевые (Bombus pascuorum), земляные (Bombus terrestris) и городские (Bombus hypnorum). Эксперимент включал демонстрацию насекомым двух различных объектов-приманок, содержащих сахарный сироп. После небольшого перерыва шмелям предлагали выбрать один из четырех новых объектов: один объект был знаком им, другой - представлял комбинацию двух знакомых объектов, третий включал как новые, так и знакомые признаки, а четвертый был полностью новым. Результаты эксперимента показали, что шмели могут правильно узнавать ранее виденные объекты, что свидетельствует о хорошей способности к запоминанию. Однако, когда они допускали ошибки, чаще всего выбирали объекты, содержащие уже знакомые элементы, а не совершенно новые. Это указывает на то, что их мозг склонен к созданию новых воспоминаний на основе старых, что и является проявлением конъюнкционных ошибок памяти. Данное исследование демонстрирует, что память шмелей гораздо сложнее, чем считалось ранее. Способность шмелей реконструировать детали воспоминаний говорит о более высоком уровне их когнитивных способностей. Это открытие может значительно расширить наше понимание эволюции памяти и умственных процессов в животном мире. Наличие общих когнитивных особенностей у шмелей и людей, таких как склонность к ошибкам памяти, дает ученым уникальную возможность глубже изучить, как и почему возникают такие ошибки. Это также может помочь в исследовании заболеваний, связанных с ухудшением памяти, например, деменции, и пролить свет на механизмы, лежащие в основе процессов запоминания и восприятия информации.

Другие интересные новости:

▪ Самообучаемый нейроморфный процессор Intel Loihi

▪ Лазер с рекордными показателями стабильности

▪ Новые Toshiba Regza - телевизоры с жестким диском

▪ Водородный Mercedes

▪ Бытовая химия и кишечник

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрик в доме. Подборка статей

▪ статья Устойчивость функционирования объектов экономики и их жизнеобеспечение. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как записываются музыкальные произведения? Подробный ответ

▪ статья Работа на станке для упаковки в пленку типа DEM-L8-12, 4255-SA и т.п.. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Чудесное превращение воды. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Импульсный стабилизатор напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025