Термометр на базе цифрового мультиметра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Используя специализированную микросхему К1019ЕМ1, цифровой мультиметр можно превратить в измеритель температуры с повышенной точностью. Цифровые мультиметры DT830B с разрядностью дисплея 3,5 легко дополнить микросхемой-термодатчиком К1019ЕМ1. Однако выходной сигнал этой микросхемы в рабочем диапазоне температур находится в интервале 2331...3931 мВ и измерять его можно только на пределе вольтметра 20 В, причем высвечиваемое на дисплее значение температуры будет в °К. Устройство, описываемое в публикуемой статье, предназначено для уменьшения выходного напряжения микросхемы К1019ЕМ1 на 2731,5 мВ. Преобразованное таким образом выходное напряжение будет соответствовать температуре в привычных нам °C.

Интегральные микросхемы К1019ЕИ1 и К1019ЕМ1А [1, 2] представляют собой чувствительные термодатчики с линейной зависимостью выходного напряжения от абсолютной температуры: Uвых=aт.Тk, где ат=10 мВ/К - температурный коэффициент напряжения, Тk - абсолютная температура в градусах К.

Точностные параметры этих микросхем достаточно высоки - погрешность выходного напряжения микросхемы, откалиброванной при температуре +25°С, в пределах всего рабочего диапазона температур 45...+125°С не превышает 10 мВ, т. е. составляет менее 1оС, а в диапазоне 0...+40°С - 0,1°С. В описываемом устройстве в качестве опорного источника напряжения используется внутренний источник АЦП самого мультиметра. При отключенном разъеме датчика температуры потребляемый устройством ток не превышает 100 мкА, а при подключении датчика он возрастает на величину рабочего тока микросхемы К1019ЕМ1, составляющего приблизительно 1 мА.

Принципиальная схема работающего с мультиметром (вольтметром) устройства для измерения температуры показана на рис. 1. Оно состоит из дополнительной платы А1.1 и термопреобразователя А2. На дополнительной плате смонтирован узел смещения постоянного напряжения, собранный на операционном усилителе DA1 и транзисторе VT1. Величина смещения напряжения на коллекторе транзистора VT1 относительно вывода 32 АЦП составляет 2731,5 мВ. Подстроечный резистор R1 служит для точной установки этого значения. Конденсатор С1 корректирует частотную характеристику участка узла смещения напряжения, охваченного отрицательной обратной связью через резистор R5, что исключает самовозбуждение. Транзистор VT2 и резисторы R11-R13 образуют генератор стабильного тока величиной около 1 мА. Термопреобразователь состоит из микросхемы-термодатчика К1019ЕМ1, резисторов R8-R10 и вилки разъема Х1. Резистор R9 корректирует выходное напряжение микросхемы.

Дополнительная плата устройства измерения температуры мультиметром DT830B выполнена из пластины одностороннего стеклотекстолита размерами 32x32 мм. Расположение элементов на этой плате показано на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

После установки на плате всех монтажных элементов и подпайки внешних проводников к контактным площадкам бокорезами укорачивают их концы, выступающие со стороны печатных проводников до 1,5...2 мм, иначе плата по высоте не разместится в корпусе мультиметра. После этого с помощью брусков, изготовленных из спичек, дополнительную плату приклеивают клеем "Момент" на свободный участок печатной платы мультиметра. Термопреобразователь также смонтирован на печатной плате из стеклотекстолита. Размещение на ней элементов термопреобразователя показано на рис. 3.

Открытые контактные площадки и резисторы термопреобразователя следует покрыть лаком или клеем БФ-2. Узел термопреобразователя можно соединить с блоком мультиметра любым двухпроводным кабелем нужной длины. Автор, например, использовал телефонный кабель длиной около 8 м. Функции разъемного соединителя выполняют трехполюсная коммутационная вилка от стереофонических головных телефонов номинальным диаметром 3,5 мм и трехполюсная коммутационная розетка 1308 МЭК-рр. На рис. 4 представлен эскиз трехполюсной вилки и розетки. Последняя устанавливается в высверленное специально для нее отверстие с боковой стороны корпуса мультиметра. Пластмассовое основание розетки должно плотно прилегать к плоскости корпуса мультиметра. Для прочности места соединения промазывают клеем, который используют при изготовлении пластмассовых моделей. К коммутационной вилке подпаян проводник, соединяющий 1 и 3 ее выводы. Этот проводник подключает измерительный входной контакт мультиметра к датчику только во время измерения температуры. В измерителе температуры применены подстроечные резисторы СПЗ-19а (R1, R9), постоянные С2-29В (R2, R3, R5, R8, R9) и ОМЛТ (остальные). Конденсатор С1 керамический любого типа.

Настройка устройства производится в следующем порядке. Вначале к разъему Х1 подключают датчик температуры и резистором R1 устанавливают напряжение между коллекторами транзисторов VT1 и VT2 равным 2731,5 мВ. После этого термочувствительный преобразователь вместе с медицинским термометром помещают под мышку и через 5 мин сравнивают показания термометра с показаниями на цифровом табло мультиметра, включенного в режим вольтметра на предел 2000 мВ. Если эти показания не совпадают, нужно подстроить мультиметр с помощью резистора R9. Затем следует вновь измерить температуру и в случае необходимости снова производят коррекцию. При достижении одинаковых показаний медицинского термометра и мультиметра настройку завершают.

В заключение нужно отметить, что описанное устройство можно использовать совместно с любым цифровым вольтметром на базе АЦП К572ПВ2, К572ПВ5, К572ПВ6. Возможная область его применения - это дистанционное измерение температуры внутри и вне жилых и подсобных помещений, овоще- и зернохранилищах, на других объектах, требующих температурного контроля.

Литература:

1. Бирюков С., "Микросхемы-термодатчики К1019ЕМ1, К1019ЕМ1А" - Радио №7,1996, с.59
2. Новаченко И. В., Краснодубец Ю. А., "Интегральные схемы для бытовой радиоаппаратуры". - Радио и связь, 1995.

Автор: В. Поротников

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Роботы NASA в помощь землянам 05.07.2014 Роботизированное устройство под названием "Robonaut 2" было доставлено NASA на МКС еще в 2011 году. По своему строению механизм был cхож с человеком и имел руки и кисти, при помощи которых он мог выполнять определенные операции. Правда, нижние конечности до недавнего времени у робота отсутствовали. Но во время апрельского полета грузового корабля Dragon, который был выведен на МКС с помощью ракеты-носителя компании SpaceX, специалисты на станции получили новую пару "ног" для плановой модернизации Robonaut 2. Изначально разработчики Robonaut 2 рассматривали его как будущую замену астронавтам при выполнении опасных работ в открытом космосе. В свою очередь, примененные наработки оказались настолько удачными и перспективными для дальнейшего развития, что NASA решила вести проект, который был бы ориентирован на создание земной модификации робота для выполнения других задач. Специалисты космического агентства планируют превратили устройство Robonaut в полноценный экзоскелет, модель которого получила название "X1". Преобразившийся механизм, прежде всего, был создан для облегчения работ астронавтов в условиях невесомости. Конструкция также является и универсальным тренажером. Будучи запрограммированной на режим сопротивления движению одетого в экзоскелет космонавта, X1 позволяет эффективно противостоять во время тренировок атрофированию мышц. Однако для экзоскелета найдутся и альтернативные варианты применения уже в условиях привычной гравитации. Особую ценность X1 представляет для людей, которые прикованы к инвалидной коляске после инсульта или же получили паралич нижних или верхних конечностей в результате других болезней. Именно внедрение X1 для нужд медицины кажется наиболее актуальным и перспективным применением столь высокотехнологичной и дорогостоящей конструкции. В свою очередь можно констатировать, что именно благодаря проекту Robonaut появилась и перчатка RoboGlove. Изначально она также была ориентирована на то, чтобы стать атрибутом экипировки американских покорителей космоса. С ее помощью у астронавтов при работе на МКС или в открытом космосе увеличивалась бы сила сцепления с поверхностью. Состоящая из гибких искусственных сухожилий роботизированная перчатка позволит не просто определять при помощи встроенных датчиков силу сжатия руки. Устройство может обеспечить более надежное и удобное удержание предмета, или же наоборот - вам придется приложить дополнительное усилие, чтобы преодолеть специально создаваемое RoboGlove сопротивление. В качестве перспективного и не менее жизненно важного направления перечисленных разработок NASA рассматривается и телемедицина. Она предусматривает комплекс мер и систем с целью их дистанционной передачи при помощи телекоммуникационных технологий. Консультативная практика с помощью телемедицины необходима для повышения уровня знаний и методов диагностики при лечении, максимально быстрого обмена данными между специалистами, а также для оперативного исследования заболеваний и их последующего контроля. Тестовые испытания модели Robonaut в одном из медицинских учреждений Хьюстона продемонстрировали, что устройство при дистанционном управлении способно аккуратно и точно ввести иглу в вену пациента.

Другие интересные новости:

▪ Видео-рекордер для мобильных телефонов

▪ Спинной имплант помогает в реабилитации парализованных пациентов

▪ Квантовый компас для навигации без GPS

▪ Овощи и полупроводники

▪ Электронная капсула для исследования пищеварительной системы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Сибирская мухобойка. Советы домашнему мастеру

▪ статья Кто изобрел бумагу? Подробный ответ

▪ статья Основы принятия и применения государственных нормативных требований охраны труда

▪ статья Электронное реле контроля зарядки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей. Испытательные напряжения промышленной частоты для изоляции машин постоянного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025