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:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Живые батарейки 01.06.2020 В Германии был представлен прототип нового источника питания. Ученые разработали батарейки, работающие за счет жизнедеятельности бактерий. Специалисты заверяют, для функционирования устройства необходимо лишь поддерживать необходимые условия для микроорганизмов. Учеными из Технологического института Карлсруэ были представлены "живые" батарейки, которые стали реальностью за счет разработки специального нанокомпозитного материала. Его структура позволяет упорядочить движение электронов в живом микроорганизме и сделать жизнь колонии управляемой. О существовании экзоэлектрогенных бактерий было известно давно, однако, до этого обеспечить поддержание их жизни не удавалось. Руководитель проекта Кристоф М. Нимейер сообщил о создании пористого гидрогеля, состоящего из углеродных нанотрубок и наночастиц кремнезема. В конструкцию, по его словам, в дальнейшем были добавлены бактерии Shewanella oneidensis и питательная среда для них. Опыты показали, что рост колонии микроорганизмов способствует увеличению потока электронов. Стабильность батареи в эксперименте составила несколько дней. Также специалисты отметили, что батарейки являются программируемыми, для их вывода из строя достаточно лишь добавить в среду вещество, разрушающее молекулы ДНК.

Другие интересные новости:

▪ Удаленное родительское собрание

▪ Бабочку спасает не узор глаз на крыльях

▪ Запущен гибридный самолет

▪ Сенсоры с жидкими кристаллами, меняющими цвет

▪ Радар 24 ГГц для контроля движения и дистанции

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья Чем больше я узнаю людей, тем больше мне нравятся собаки. Крылатое выражение

▪ статья Как растут земляные орехи? Подробный ответ

▪ статья Автомобиль вездеходного типа СИМОТ. Личный транспорт

▪ статья Маргарин. Простые рецепты и советы

▪ статья Бутылка на стене. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024