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:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Случайная новость из Архива

Биометрические терминалы-считыватели Safran Sigma 11.02.2017

Компания Safran объявила о выпуске мощных биометрических терминалов-считывателей Sigma с оптическим сканером отпечатков пальцев увеличенного размера и высокоточным цифровым алгоритмом распознавания. Как рассказали CNews в компании, в новинки установлен 5-дюймовый сенсорный дисплей с виртуальной клавиатурой и интерактивным функционалом, а также камера, микрофон и динамик, благодаря чему биометрическая идентификация на базе MorphoAccess Sigma может быть дополна видеотелефонией.

Терминалы имеют высокую точность идентификации, встроенную память на 3-10 тыс. записей, защиту от пыли/влаги по классу IP65 и совместимы со считывателями карт Prox, iClass, MIFARE, MIFARE Plus, DESFire для идентификации персонала по карте доступа.

Высокая скорость распознавания отпечатков пальцев, составляющая менее 1 секунды, позволяет использовать новые биометрические терминалы на объектах с большим человекопотоком, например, для контроля доступа в крупных офисных центрах, на предприятиях и т.п. Более того, биометрическая идентификация на базе MorphoAccess Sigma отличается повышенной точностью, которую обеспечивают новейшие алгоритмы распознавания папиллярных узоров, разработанные Safran, позволяющие обнаружить на отпечатках пальцев ложные данные, привнесенные шрамами или загрязнениями. Для получения качественного шаблона отпечатка пальца и упрощения его идентификации в новых устройствах используется сканер MSO300 с увеличенной площадью оптического сенсора.

Дополнительным преимуществом MorphoAccess Sigma является поддержка ими видеотелефонной связи с использованием встроенной камеры, микрофона, динамика и дисплея. На базе биометрического терминала Safran видео- и аудиосвязь осуществляются по IP-протоколу, что обеспечивает высокую скорость и качество передаваемых данных. По желанию службы безопасности биометрическая идентификация может сопровождаться одним из двух вариантов работы видеотелефона: вызов или наблюдение. Например, функция вызова полезна для обмена срочными сообщениями, такими, как запрос на удаленное открытие двери, а наблюдение - для визуальной идентификации человека, осуществляющего проход через точку доступа.

Защита от пыли и влаги по классу IP65 и работоспособность в широком диапазоне температур (от -20°C до 60°C) позволяют устанавливать новый биометрический терминал и в неотапливаемых помещениях. Поскольку биометрическая идентификация сопровождается управлением замками дверей или турникетами, MorphoAccess Sigma оснащен 2 универсальными вводами (включая дверной контроль), 2 универсальными выводами и дверным реле. Для совместимости с оборудованием СКУД сторонних производителей Sigma имеют интерфейс Wiegand (настраиваемый до 512 бит). Встроенный цветной 5" сенсорный дисплей устройства предоставляет доступ к пользовательскому интерфейсу, который можно настроить под требования компании с установкой собственного контента: корпоративного видео, аудио сообщений, обоев и т.д.

Розничная цена на терминалы-считыватели MorphoAccess Sigma для биометрической идентификации по отпечаткам пальцев составляет от 1160 евро.

Другие интересные новости:

▪ Обнаружены топологические фононы в графене

▪ Нанотаблетки с микродвигателем

▪ Твердотельный NVMe-накопитель WD Blue SN550 2 Тбайт

▪ Влияние ягод годжи на повышение холодостойкости организма

▪ Прототип обитаемой космической станции

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана труда. Подборка статей

▪ статья Отечественная история. Конспект лекций

▪ статья Где находится Восточный мусорный континент? Подробный ответ

▪ статья Органы государственного надзора и контроля

▪ статья Экономичный таймер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Портативная радиостанция на 430-440 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

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