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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива

Перепрограммирование клеток сердца для последующей регенерации 09.01.2025

Южнокорейские ученые разработали передовой метод, который может кардинально изменить подход к лечению повреждений сердечной ткани, значительно снизив необходимость в трансплантации сердца.

Основой новой технологии является перепрограммирование клеток, таких как фибробласты, в индуцированные кардиомиоциты - специализированные мышечные клетки сердца. Это достигается с помощью комбинации фактора роста фибробластов 4 (FGF4) и аскорбиновой кислоты. Как выяснили специалисты, такое сочетание ускоряет созревание клеток и обеспечивает прямое перепрограммирование тканей, что особенно важно для восстановления сердца после серьезных повреждений, например, вызванных инфарктом миокарда.

Одна из ключевых проблем регенеративной медицины заключается в том, что кардиомиоциты обладают крайне ограниченной способностью к самовосстановлению. Поэтому создание новых клеток напрямую из несердечных тканей может стать революционным шагом. Эксперименты in vitro продемонстрировали, что перепрограммированные клетки активно формируют функциональную сердечную ткань. Этот процесс был детально изучен с использованием современных методов, включая секвенирование РНК, электрофизиологические тесты и флуоресцентную визуализацию. Эти технологии позволили ученым наблюдать динамику преобразований клеток и подтверждать их полноценное созревание.

Несмотря на впечатляющие результаты, внедрение этой методики в клиническую практику требует дальнейших исследований. В первую очередь, ученым предстоит проверить безопасность и эффективность метода в экспериментах на живых организмах (in vivo). Как отметили авторы исследования, успех этой технологии может открыть новые горизонты в регенеративной медицине, но все риски должны быть тщательно оценены, прежде чем она станет доступной для пациентов.

Если данная методика пройдет все этапы проверки, она сможет заменить традиционные методы лечения сердечных заболеваний, такие как трансплантация. Этот подход имеет очевидные преимущества: он не требует донорских органов и устраняет проблемы, связанные с иммунологической совместимостью. Кроме того, перепрограммирование клеток может быть более доступным и применимым даже в регионах с ограниченным доступом к донорским ресурсам.

Таким образом, разработка южнокорейских ученых представляет собой значительный шаг вперед в лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Если метод будет успешно адаптирован для клинической практики, он может стать основой для новых подходов в борьбе с сердечными патологиями и улучшить качество жизни миллионов людей по всему миру.

Другие интересные новости:

▪ Создана самая высокая ракета

▪ Автомобиль узнает лицо водителя

▪ Планшеты Asus серии ZenPad

▪ Семейство 75 и 100 в MOSFET-транзисторов пополнилось

▪ Лед на Меркурии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудиотехника. Подборка статей

▪ статья Новая буква в алфавите. Искусство аудио

▪ статья При каких условиях ветер может сделать из снега рулоны? Подробный ответ

▪ статья Озеро Байкал. Чудо природы

▪ статья Полотеры электрические. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бусинки на булавках. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

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