Двухобъектный цифровой термометр. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Двухобъектный цифровой термометр

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

Комментарии к статье

Для измерения температуры воздуха в помещении и вне его используют, как правило, два разных термометра, хотя вполне можно было бы обойтись одним, имеющим два датчика температуры. О таком устройстве и пойдет речь. Прибор выполнен на базе интегральных датчиков температуры К1019ЕМ1 и АЦП двойного интегрирования КР572ПВ5.

Термометр (рис. 1) позволяет поочередно измерять температуру двух различных объектов, причем сигналы с датчиков температуры могут переключаться как вручную, так и автоматически. Один из датчиков расположен прямо на плате прибора, другой - выносной.

Рис. 1 Принципиальная схема устройства (нажмите для увеличения)

Наличие стабилизатора, реализованного на микросхеме DA1 и транзисторе VT1,позволяет использовать для питания прибора широкий диапазон напряжений от 7,5 до 20 В, а температурная стабильность его выходного напряжения в несколько раз лучше, чем у внутреннего стабилизатора КР572ПВ5 за счет применения регулируемого прецизионного стабилитрона TL431C (отечественный аналог КР142ЕН19). От этого стабилизатора напряжением +5 В питаются все цепи термометра, в том числе и импульсный инвертор напряжения, выполненный на элементах DD3.4-DD3.6,VD1,VD2,C11,C12. Он вырабатывает напряжение -4,5 В, которое подключено к выводу 26 АЦП. Необходимое для работы инвертора напряжение переменной величины (50 кГц) снимается с вывода 38 этой же микросхемы.

Для наиболее полной реализации возможностей датчиков температуры DA2, DA3 через них должен протекать неизменный ток величиной около 1 мА. Этот режим обеспечивают источники тока на транзисторах VT2, VT3 и VT4, VT5. Величину тока можно скорректировать резисторами R15, R16. Коммутация датчиков осуществляется аналоговыми ключами DD2.1 и DD2.2, входящими в состав микросхемы К561КТЗ. Ее третий элемент DD2.3 совместно с резистором R12 выполняет функцию инвертора логического сигнала, управляющего ключами, а четвертый, DD2.4, вместе с элементом DD5.3 и счетчиком DD4 задействован в схеме выбора режима работы термометра

Каждое нажатие кнопки SB1 приводит к изменению состояния выходов кольцевого счетчика, определяющего один из трех вариантов подключения датчиков температуры к входу АЦП, а именно:

подключен внутренний датчик (DA2);
подключен выносной датчик (DA3);
датчики подключаются попеременно с интервалом 3...4 с.

В последнем случае ключами управляет выходной сигнал мультивибратора (DD3.1-DD3.3, R17, R18, C3). Чтобы можно было определить, какой из датчиков подключен в данный момент, одновременно с подключением датчика DA2 на индикаторе HG1 появляется знак ":" (двоеточие), который говорит о том, что включен датчик, находящийся на плате и измеряющий температуру в помещении. Режим попеременного отображения температуры сопровождается появлением на индикаторе знака "~" (тильда). Отображение этих знаков, а также символа "°С" и десятичной точки во втором разряде HG1 осуществляется с помощью элементов DD5.1,DD5.2, DD5.4.

Выходное напряжение микросхемы К1019ЕМ1 в милливольтах пропорционально абсолютной температуре и равно 10-Тк, где Тк - температура в градусах Кельвина. Смещение уровня выходного сигнала датчиков на -2731,5 мВ, необходимое для перехода от температурной шкалы Кельвина к шкале Цельсия, осуществляется входным дифференциальным каскадом самого АЦП. Величина смещения определяется положением движка подстроечного резистора R8. Резистором R10 выставляется уровень образцового напряжения DD1.

В термометре можно использовать постоянные резисторы типа С2-23, С2-33 (5%), однако для достижения максимальной точности при значительных колебаниях температуры окружающего воздуха лучше остановиться на С2-29В с отклонением от номинала 1...2%. В первую очередь это касается резисторов R6, R7, R9, R11 и R13. В устройстве также используются переменные резисторы СПЗ-19а. Конденсаторы С6, С7, и С12-электролитические К50-35 или аналогичные импортные, С4 - К73-16, К73-17. Остальные конденсаторы - КМ5, КМ6, К10-17. SB1 -миниатюрная кнопка с парой контактов на замыкание. Источник питания прибора -любой, втом числе и нестабилизированный. Потребляемый ток-7...12 мА - зависит от напряжения источника.

Удаленный датчик DA3, находящийся вне помещения, зашунтирован конденсатором С6 для защиты от возможных наводок и помех. С этой же целью для подключения этого датчика к термометру желательно использовать экранированный провод, а конструктивное исполнение должно предусматривать его изоляцию от атмосферных воздействий в виде покрытия электротехническим лаком или эпоксидной смолой. Можно также воспользоваться термоусадочной трубкой подходящего диаметра.

Перед настройкой термометра необходимо убедиться, что напряжения на выводах 1 и 26 DD1 относительно общего провода равны соответственно +5 и -4,5 В. Затем кнопкой выбора режима устанавливают на индикаторе показания выносного датчика (знаки ":" и "~" на индикаторе отсутствуют) и, поместив датчик DA3 в кашеобразную массу из тающего льда или снега, подстроечным резистором R8 добиваются нулевых показаний индикатора. Далее, датчик DA3 переносят в горячую воду и, измеряя ее температуру образцовым термометром, резистором R10 устанавливают это значение на индикаторе. В конце этой процедуры кнопкой SB1 устанавливают показания внутреннего датчика (на индикаторе появляется знак":"), размещают образцовый термометр в непосредственной близости от датчика DA2 и резистором R20 добиваются равенства показаний индикатора прибора и образцового термометра при измерении температуры окружающего воздуха. Последнюю операцию можно выполнить и без образцового термометра. В этом случае достаточно максимально приблизить выносной датчик к внутреннему и в режиме попеременного отображения температуры выставить резистором R20 показания внутреннего датчика, равные показаниям внешнего.

Литература:

Б.Г.Федорков, В. А.Телец. Микросхемы АЦП и ЦАП. - М. Энергоатомиздат, 1990.

Автор: Виктор Цибин, victor@prometec.ru; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Рыжий ген и ускоренная эволюция 30.04.2026

Вопрос о том, как и насколько быстро меняется человеческий вид, давно занимает биологов и генетиков. Долгое время считалось, что эволюционные процессы происходят крайне медленно, однако новые данные заставляют пересматривать эти представления. Особенно интересные результаты связаны с изменением частоты редких генетических признаков, включая рыжий цвет волос. Рыжеволосость сегодня остается редкой чертой: ее носители составляют менее 2 процентов мирового населения. Однако анализ древней и современной ДНК показывает, что ген, связанный с этим признаком, за последние примерно 10 тысяч лет стал заметно более распространенным, особенно среди популяций Европы. Более того, вместе с ним исследователи фиксируют и другие изменения в генетическом профиле человека, затрагивающие внешность и физиологические особенности. Среди сопутствующих тенденций, выявленных в генетических данных, отмечается увеличение частоты светлой кожи, снижение вероятности мужского облысения, а также некоторые физиолог ...>>

Нейтринный лазер 30.04.2026

Нейтринный лазер - это гипотетическое устройство, способное управлять потоками одних из самых трудноуловимых частиц во Вселенной. Такая разработка открывает новые горизонты в изучении фундаментальных законов природы и может изменить представления о космосе. Идею нового типа излучателя представили физики из Massachusetts Institute of Technology, предложив лазер, который вместо света генерирует поток нейтрино. Эти частицы, почти не взаимодействующие с материей, настолько слабо проявляют себя, что их часто называют "частицами-призраками". Тем не менее они пронизывают все вокруг: по оценкам, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через человеческое тело, не оставляя следа. Несмотря на их колоссальную распространенность во Вселенной, нейтрино остаются одними из наименее изученных частиц. Их крайне сложно регистрировать, а еще сложнее контролировать, поэтому традиционно их получают в крупных установках вроде ядерных реакторов или ускорителей частиц. Такие комплексы требуют огромных за ...>>

Мороженое не такое вредное, как принято считать 29.04.2026

В питании часто встречаются продукты, которые одновременно вызывают удовольствие и сомнения с точки зрения здоровья. К таким относится и мороженое: оно воспринимается как типичный десерт с высоким содержанием сахара и жиров, однако современные научные данные постепенно усложняют это привычное представление. Долгое время считалось, что мороженое не может быть частью рационального питания, однако исследования последних лет показывают более неоднозначную картину. Ученые подчеркивают, что влияние этого продукта на организм зависит не только от его сладости или калорийности, но и от состава, качества ингредиентов и общего образа жизни человека. Одни из наиболее масштабных данных были получены в рамках долгосрочных наблюдений в США, включавших проекты Nurses Health Study, Nurses Health Study II и Health Professionals Follow-Up Study. В этих исследованиях на протяжении 20-40 лет наблюдали примерно 190 тысяч взрослых участников, регулярно собирая данные об их питании, физической активнос ...>>

Случайная новость из Архива

Где мозгу щекотно 15.11.2016

Очевидно, что щекотка как-то отражается на активности мозга. Действительно, в мозге при этом срабатывают сразу несколько зон, и в первую очередь соматосенсорная кора, воспринимающая прикосновения к телу. Но именно смех и прочие эмоции, сопутствующие щекотке, возникают, как считалось до сих пор, в эмоциональных центрах, в то время как соматосенсорный участок должен просто обрабатывать физические ощущения от прикосновения.

Однако, как показали эксперименты исследователей из Института биологии при Берлинском университете имени Гумбольдта, смех от щекотки действительно может возникать, грубо говоря, только из физических ощущений.

Симпэй Исияма (Shimpei Ishiyama) и Михаэль Брехт (Michael Brecht) щекотали крыс - это может показаться странным, однако сейчас накопилось уже достаточно много свидетельств того, что грызуны способны чувствовать щекотку и получать от нее удовольствие: животные возвращаются в то место, где их щекотали, чтобы снова получить порцию тех же ощущений, в их мозге активируется система подкрепления, отвечающая за чувство удовольствия, и в поведении крыс есть все те же характерные проявления положительных эмоций, которые можно наблюдать у других видов зверей. В эксперименте молодых самцов приучали играть с человеком, который во время игр щекотал им спины и животы, так что в конце концов крысы начали даже гоняться за рукой экспериментатора и подставлять себя по щекотку.

Естественно, игры закончились вживлением в мозг электродов, с помощью которых можно было отслеживать активность нейронов соматосенсорной коры и по желанию стимулировать их электрическими разрядами. И довольно быстро выяснилось, что эти нейроны, которые должны были бы отвечать только на механическое раздражение, продолжали "активничать" и тогда, когда крыса бежала за только что щекотавшей ее рукой, попискивая от предвкушения новой порции щекотки. И еще более удивительным оказалось то, что искусственная стимуляция нервных клеток, реагирующих на физические ощущения от щекотки, вызывает те же эмоционально-поведенческие признаки, что и натуральная щекотка - в частности, крысы особым образом попискивали, издавая звуки, означавшие удовольствие и радость.

Иными словами, на нейробиологическом уровне реакция на щекотку возникала только от "механических" нервных импульсов и без участия обычных эмоциональных нейронных контуров.

Попутно удалось показать, что восприимчивость к щекотке зависит от эмоционального состояния: когда крыс сажали на открытое место и освещали ярким светом - что для них, ночных животных, было достаточно стрессовой ситуацией - на щекотку они отвечали слабее, и активность соответствующих клеток в мозге была подавлена.

Другие интересные новости:

▪ Портативный пылесос для уборки шерсти домашних животных

▪ Вечные аккумуляторы на базе наноалмазов и радиоактивных отходов

▪ Лук без слез

▪ Поговорите с вашим сейфом

▪ Робот-ленивец

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Крокодиловы слезы. Крылатое выражение

▪ статья Как растут омары? Подробный ответ

▪ статья Чистильщик оборудования. Должностная инструкция

▪ статья Цветомузыкальная установка с фазоимпульсным управлением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Повышение чувствительности телевизоров ЗУСЦТ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

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