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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Прецизионные датчики температуры TE Connectivity G-NIMO-00x 19.09.2019 Новые прецизионные температурные датчики TE Connectivity работают в диапазоне -40...125°C c разрешающей способностью до 0,01°C и точностью до +-0,2°C. Датчики G-NIMO-00x отличаются типом выходного интерфейса - I2C (G-NIMO-003/TSYS02D), PWM (G-NIMO-004/TSYS02P) или SDM (G-NIMO-005/TSYS2S). Время измерения температуры составляет 43 мс. Диапазон питающего напряжения датчиков составляет от 1,5 до 3,6 В. В активном режиме потребление датчика составляет 420 мкА, в режиме сна 140 нА. При выдаче результатов измерений один раз в секунду средний потребляемый ток составит лишь 18 мкА. Датчики выпускаются в миниатюрном корпусе QFN размером 3 х 3 мм. Цифровой датчик G-NIMO-003/TSYS02D выдает результаты измерений по шине I2C с защитой данных с помощью контрольной суммы CRC-8. Датчик G-NIMO-004/TSYS02P имеет аналоговый тип выхода в виде PWM-сигнала. Версия G-NIMO-005/TSYS2S выпускается с интерфейсом сигма-дельта модуляции (SDM) - это битовый поток импульсов, где температура пропорциональна плотности импульсов. PWM- и SDM-сигналы могут быть легко преобразованы в постоянное напряжение с помощью простейшего RC-фильтра нижних частот.

Другие интересные новости:

▪ Компьютер для бушменов

▪ Тачка с ногами

▪ Водородный электробус

▪ Секрет языка хамелеона

▪ ИИ для быстрого поиска лекарств

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Эффектные фокусы и их разгадки. Подборка статей

▪ статья Волшебная печь. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какая особенность походки кошек позволяет им быть более скрытными? Подробный ответ

▪ статья Электрогазосварщик. Должностная инструкция

▪ статья Моделирование ТВ антенн. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Защита электродвигателя при пуске. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026