Цифровой термометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Прибор предназначен для точного измерения в широких пределах температуры различных объектов и может быть рекомендован для использования как в быту, так и в технике. В отличие от опубликованных ранее подобных устройств, в этом термометре использована БИС серии К572, поэтому он содержит относительно небольшое число элементов. Термометр готов к работе сразу после включения питания. Но, к сожалению, отсутствие серийных датчиков с малой температурной инерцией приводит к значительной длительности процесса измерения (около пяти минут), что несколько ограничивает область применения термометра.

Основные технические характеристики

Структурная схема цифрового термометра показана на рис.1. Изменение температуры объекта, в котором размещен термодатчик, вызывает изменение сопротивления датчика, которое в блоке Е1 преобразуется в соответствующее изменение напряжения. Преобразователь U1 питается от стабилизатора тока G1. Выходной сигнал блока Е1 усиливается усилителем А1 и поступает к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) U2, на выходе которого включен цифровой блок индикации H1, высвечивающий текущую температуру контролируемого объекта.

Структурная схема

Переключателем SB1 (см. принципиальную схему) выбирают один из термодатчиков RK1, RK2, установленных на объекте, температуру которого необходимо измерить. Датчик включен в одно из плеч измерительного моста постоянного тока, выполненного на прецизионных резисторах R1 - R5. Точность и линейность показаний индикатора в пределах измеряемой температуры определяется в основном стабильностью тока, питающего измерительный мост.

Принципиальная схема (нажмите для увеличения)

Стабилизатор тока питания моста выполнен на операционном усилителе DA1.2. Подстроечный резистор R11 позволяет в небольших пределах изменять значение выходного тока, что дает возможность изменять крутизну преобразования сопротивления термодатчика в напряжение и обеспечивает установку верхней границы измеряемой температуры. Нижнюю границу устанавливают подстроечным резистором R1.

Напряжение с диагонали измерительного моста, пропорциональное температуре, усиливается дифференциальным усилителем, выполненным на операционном усилителе DA1.1, и с его выхода подается на вход АЦП. Конденсаторы С1, С2, С4 служат для фильтрации помех.

АЦП реализован на БИС К572ПВ2А и работает по принципу двойного интегрирования с автокорректировкой "нуля" и автоматическим определением, полярности входного сигнала. Сигнал, несущий информацию о текущей температуре выбранного объекта, представлен на выходе АЦП в виде, удобном для отображения семиэлементными индикаторами. Он поступает на табло, состоящее из трех светодиодных индикаторов HG1 - HG3 и светодиода HL1.

Светодиод загорается при отрицательной температуре измеряемого объекта. Для разделения целых и десятых долей градуса на индикаторе HG2 высвечивается запятая.

Питается термометр от сети переменного тока напряжением 220 В через трансформатор Т1. Для стабилизации питающего двуполярного напряжения предусмотрены параметрические стабилизаторы VD1R18 и VD2R19. Образцовое напряжение для АЦП и стабилизатора тока снято с делителя напряжения на резисторах R16, R17. Оно дополнительно фильтровано конденсатором С12.

Все элементы цифрового термометра размещены на двух печатных платах (см. рис.3 и рис.4 ), соединенных между собой уголками.

Чертеж основной платы

Чертеж дополнительной платы

В приборе использованы постоянные резисторы R2 - R5 - С2-29В-0,125: R18, R19 - МЛТ-0,5; подстроечные - СПЗ-38, остальные - МЛТ-0,125. Конденсаторы С1 - С5, С9 - К73-17-С7, С10, С11 - КТ.1; С6, С8 - К10-7; С12-С 14 - К50-6.

Для обеспечения взаимозаменяемости термодатчиков при сохранении заданной точности использованы серийно выпускаемые термопреобразователи сопротивления ТСМ-6114 ГОСТ 6651-72 с номинальной статической характеристикой гр.23. При отсутствии стандартных датчиков можно изготовить их самостоятельно. Для этого необходимо отмерить 619 см провода ПЭТВ диаметром 0,05 мм. намотать его бифилярно на изоляционную оправку, к одному концу провода датчика припаять один гибкий вывод, ко второму - два таких же вывода.

Можно припаять датчик прямо к проводникам подводящего кабеля. На каждый датчик потребуется три проводника в кабеле. Такое подключение позволяет скомпенсировать температурную погрешность, вносимую проводниками кабеля.

Далее изготовляют корпус, способный работать в той среде, где будет установлен датчик, закрепляют в нем оправку с обмоткой и заливают эпоксидной смолой. Сопротивление датчика при температуре 20 °С должно быть 57, 52 Ом.

Трансформатор питания для уменьшения габаритов выполнен из четырех магнитопроводовПЛ6,5Х12,5х16 (сечение около 3 см.кв). Обмотка I содержит 3000 витков провода ПЭВ-2 0,08, II - 2Х130 витков провода ПЭВ-2 0,18, 111 - 70 витков провода ПЭВ-2 0,4. В трансформаторе питания возможно применение иного магнитопровода, однако высоту корпуса термометра при этом придется увеличить.

Микросхему К157УД2 можно заменить на К140УД20 с соответствующими цепями коррекции: К572ПВ2А - на КР572ПВ2А, но придется изменить рисунок проводников печатной платы, а при увеличении допустимой погрешности до ±0,3 °С можно использовать и К572ПВ2 с любым буквенным индексом.

Безошибочно собранный из заведомо исправных элементов термометр налаживания не требует, необходимо лишь установить границы измеряемого диапазона. Для этого вместо датчика включают его эквивалент (магазин резисторов или точный резистор). Вначале включают резистор сопротивлением 41,7 Ом, и резистором R1 устанавливают на табло показание минус 50 °С; затем заменяют резистор на другой, с номиналом 75,59 Ом, и резистором R11 устанавливают показание плюс 99,9 °С. Операцию калибровки следует повторить дважды.

При необходимости расширить интервал измеряемой температуры до 180°С нужно подключить к АЦП еще один цифровой индикатор АЛС324Б. Остальные технические характеристики термометра при этом сохраняются.

Авторы: Н.Хоменков, А. Зверев, г. Орел; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Температура мозга 08.06.2022 Ученые из Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета в Кембридже сумели измерить температуру человеческого мозга. Было набрано сорок добровольцев в возрасте 20-40 лет, чей мозг просканировали утром, днем и поздним вечером методом магнитно-резонансной спектроскопией. При этом на запястье участникам эксперимента прикрепили прибор для мониторинга активности, позволяющий учитывать различия в генетике и образе жизни - биологические часы "сов" и "жаворонков" работают по-разному. Температура органа варьируется в зависимости от области мозга, возраста, пола, времени суток и менструального цикла у женщин. Средняя температура мозга составила 38,5 градуса, что более чем на два градуса выше температуры, измеренной под языком. Поверхность мозга обычно была холоднее, тогда как более глубокие структуры мозга часто нагревались выше 40 градусов (рекорд за время исследования составил 40,9 градуса). Температура мозга постоянно менялась в зависимости от времени суток почти на один градус, при этом самая высокая наблюдалась днем, а самая низкая была ночью. Примечательно, что в среднем женский мозг оказался на 0,4 градуса теплее мужского. Специалисты считают, что данное половое различие, скорее всего, обусловлено менструальным циклом, поскольку большинство участниц исследования были просканированы в постовуляционную фазу своего цикла: температура их мозга примерно на 0,4 градуса превышала показатель женщин, находившихся в фазе перед овуляцией. Температура мозга повышалась с возрастом участников, особенно в глубоких отделах мозга.

Другие интересные новости:

▪ Недосып ведет к обжорству

▪ Apple iPad

▪ Синтезирован новый тип антибиотика для борьбы с супербактериями

▪ Робот-уховертка

▪ Телевизоры GIGABYTE

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрик в доме. Подборка статей

▪ статья По строгим правилам искусства. Крылатое выражение

▪ статья Что такое противоядие? Подробный ответ

▪ статья Врач-лаборант клинико-диагностической лаборатории. Должностная инструкция

▪ статья Ограничитель броска тока при включении лампы накаливания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Выбор электрических аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания. Выбор проводников по условиям нагрева при коротком замыкании. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025