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:

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 Нейроморфный компьютер Hala Point 21.04.2024 Нейроморфные компьютеры представляют собой новую эру в области вычислительной техники, вдохновленную архитектурой человеческого мозга. Они обещают революцию в области искусственного интеллекта, способствуя более эффективному решению сложных задач. Одним из последних вехопроходцев в этой области является нейроморфный компьютер Hala Point, представленный компанией Intel. Компания Intel вступила в новую эру вычислительной техники, представив свой последний прорыв в области нейроморфной архитектуры - компьютер Hala Point. Этот суперкомпьютер, разработанный на основе принципов функционирования человеческого мозга, обещает революцию в области искусственного интеллекта. Hala Point способен обрабатывать огромные объемы данных с невиданной скоростью и эффективностью. Суперкомпьютер может выполнить до 30 квадриллионов операций в секунду и обладает пропускной способностью памяти в 16 петабайт в секунду. Это позволяет ему решать задачи в 100 раз эффективнее и в 50 раз быстрее по сравнению с традиционными архитектурами CPU и GPU. Hala Point построен на базе 1152 специализированных процессоров Loihi 2, с общим числом вычислительных ядер нейроморфной обработки в 140 тысяч и 1,15 миллиарда искусственных нейронов. Это значительный шаг вперед по сравнению с предыдущими исследовательскими системами, позволяя значительно увеличить вычислительные возможности. Несмотря на впечатляющие технические характеристики, Hala Point пока остается исследовательским прототипом и не доступен для коммерческого использования. Однако компания Intel уже начала развертывание этой технологии в Sandia National Laboratories, отмечая новую эру в области нейроморфных вычислений. Нейроморфный компьютер Hala Point представляет собой значительный шаг вперед в развитии вычислительной техники, открывая новые возможности в области искусственного интеллекта и научных исследований. Его высокая производительность и эффективность обещают ускорить развитие новых технологий и решить сложные задачи в самых разных областях науки и промышленности.

Другие интересные новости:

▪ Голос выдаст депрессию

▪ Эффективное обучение по сне

▪ Электромобиль Toyota Tiny C+pod

▪ Смартфон вместо водительских прав

▪ Компьютерное зрение для электросамоката

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цифровая техника. Подборка статей

▪ статья Глас вопиющего в пустыне. Крылатое выражение

▪ статья Где и когда были одомашнены лисицы? Подробный ответ

▪ статья Бузина травяная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Плавное выключение света в салоне автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Калейдоскоп. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026