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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Бюджетный 19" IPS-монитор AccuSync AS193i от NEC 12.08.2013 Компания NEC анонсировала выпуск на рынок нового жидкокристаллического монитора AccuSync AS193i. Новинка отличается 19-дюймовой IPS-панелью со светодиодной подсветкой и предназначена для использование в малом и среднем бизнесе, а также образовательных приложениях. Устройство характеризуется сокращением потребляемой мощности на 28% по сравнению с предшественницей. Из характеристик монитора отмечаются разрешение 1280 х 1024 пикселей, входы D-Sub, DVI-D, два встроенных динамика мощностью по 1 Вт каждый, поддержка энергосберегающих технологий. Новая модель поступит в продажу в США в августе по рекомендованной розничной цене $179.

Другие интересные новости:

▪ Духи, заменяющие кофе

▪ Пересадка биологических часов

▪ Объектив TTArtisan 23mm F1.4

▪ Ультракомпактная древесина

▪ Молекулярный датчик для смартфонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки. Подборка статей

▪ статья Комбинированный блок регулирования АЧХ. Искусство аудио

▪ статья Какая идиома во многих европейских языках соответствует русскому выражению Белая ворона? Подробный ответ

▪ статья Телфайрия. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Датчик перегрева, 60 градусов 10 секунд. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Гальваническая развязка аудио и видеовхода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026