Схема датчика температуры и его компоненты
Все приборы, в которых используются проводники, требуют соблюдения определенного температурного режима. Очень часто, при повышении тока и напряжения, такие устройства перестают работать. Для того, чтобы избежать неприятных ситуаций, существует схема датчика температуры, применяемая в составе многих электронных приборов и устройств.
Использование термодатчика
Основной функцией датчика является своевременное обнаружение отклонений от температурного режима. При наступлении критического перегрева, термодатчик подает световой сигнал. Действие прибора основано на сравнении нормального напряжения с повышенным напряжением, возникающим при увеличении температуры.
Устройство оборудовано инвертирующим входом, соединенным через анод с кремниевым диодом, непосредственно выполняющим функцию термодатчика. Кроме того, здесь имеется неинвертирующий вход, подключенный к переменному резистору. Он предназначен для установки температурного порога, когда происходит срабатывание сигнализатора.
В случае изменения температуры в сторону увеличения, происходит падение напряжения на диоде. В этом случае, значение температурного коэффициента сопротивления будет отрицательным. Физические свойства датчика позволяют обнаруживать даже незначительные колебания температуры.
Дополнительные компоненты и схема датчика
Кроме основных диодных устройств, схема датчика температуры включает в себя ряд дополнительных элементов. Прежде всего, это конденсатор, позволяющий защитить прибор от посторонних влияний. Дело в том, что операционный усилитель обладает повышенной чувствительностью на воздействие переменных электромагнитных полей. Конденсатор снимает эту зависимость с помощью наведения отрицательной обратной связи.
При участии транзистора и стабилитрона образуется опорное стабилизированное напряжение. Здесь используются резисторы с повышенным классом точности при низком значении температурного коэффициента сопротивления. Тем самым, вся схема приобретает дополнительную стабильность. В случае возможных значительных изменений температурного режима, прецизионные резисторы можно не применять. Они используются только для контроля небольших перегревов.
При расположении датчика на дальнем расстоянии от сигнализатора, они должны соединяться между собой двухжильным экранированным проводом. При этом, выводы датчика не должны касаться металлических частей устройства, находящегося под контролем.
Регулятор оборотов вентилятора с датчиком температуры
Электрическая схема датчика температуры | Датчики температуры
Цифровой термометр с полупроводниковым датчиком (диапазон -50. +110 0 C. разрешение 0.1 0 C )
Прямое напряжение на полупроводниковом диоде линейно уменьшается с повышением температуры p-n перехода [1]. Степень зависимости (коэффициент пропорциональности) определяется материалом, образующим p-n переход. Эту особенность полупроводниковых диодов можно использовать при конструировании датчиков температуры в диапазоне примерно -50. +150 0 C (для случая кремниевого диода) и даже более широком. Ниже приведен график зависимости напряжения на кремниевом диоде (тип КД522) от его температуры при постоянном протекающем через диод токе.
Рис. 1. Зависимость прямого напряжения на кремниевом диоде КД522 от температуры при протекающем токе 100 мкА.
Линейная зависимость для данного конкретного диода в диапазоне температур 0. +75 0 C описывается уравнением U VD 1 = -2.43046 ∙ ( T – T 0 ) + 529.09 (напряжение в милливольтах). Коэффициент пропорциональности -2.43046 мВ/ 0 C. Среднеквадратичное отклонение равно 0.77424 мВ. Для других диодов значения числовых коэффициентов могут отличаться. Техническими проблемами при разработке электронной схемы термометра являются необходимость достаточно точного и стабильного сдвига прямого падения напряжения на диоде (примерно 530 мВ в соответствии с рис. 1), чтобы обеспечить нулевые показания при температуре 0 0 C. и достаточная стабильность усилителя сигнала для получения точности измерений в 0.1 0 C. Кроме того, может потребоваться подбор типа диода с достаточно линейной вольт-температурной характеристикой в требуемом диапазоне измерения температуры.
Назначение
Цифровой термометр с полупроводниковым (диодным) датчиком предназначен для оперативного измерения или контроля температуры различных объектов контактным способом. Наличие аналогового выхода с сигналами, соответствующими измеряемой и опорной температуры, позволяет использовать прибор для совместной работы в составе различных установок (например, для термостатирования).
Технические данные
- Рабочая температура окружающей среды без ухудшения точности +15. +25 0 C. с ухудшением точности примерно вдвое 0. +35 0 C
- Диапазон индикации электронного блока -199.9. +199.9 0 C. показания цифровые, разрешение 0.1 0 C
- Диапазон измерения температуры -50. +110 0 C (зависит от типа применяемого в качестве датчика диода), показания цифровые, разрешение 0.1 0 C
- Время релаксации датчика к измеряемой температуре не более 1 минуты (зависит от конструкции датчика)
- Точность измерения температуры
- Диапазон установки опорной температуры -50. +110 0 C. показания цифровые, разрешение 0.1 0 C
- Точность установки опорной температуры + 0.1 0 C + 1 единица счета, стабильность опорной температуры не хуже + 0.2 0 C
- Имеется выход измеренной и опорной температуры на внешний разъем с коэффициентом преобразования 10 мВ/ 0 C
- Питание: однофазная сеть переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц
- Потребляемая мощность не более 10 В ∙ А
- Габариты прибора не более 150 х 105 х 200 мм 3 (без учета органов управления и подключения)
- Длина кабеля датчика температуры до 5 м
- Масса прибора не более 1.5 кг
Конструкция
Электрическая принципиальная схема цифрового термометра приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема электрическая принципиальная цифрового термометра с полупроводниковым датчиком.
В качестве датчика цифрового термометра используется полупроводниковый кремниевый диод, сигнал с которого поступает на электронный преобразователь. С выхода электронного преобразователя сигнал, приведенный к уровню 10 мВ/ 0 C. поступает на вход вольтметра, а также на внешний разъем XS1 » ВЫХОД » для связи с другими приборами. С помощью переменных резисторов R1R2 устанавливается сигнал, который может выполнять функцию опорной температуры при работе термометра в составе термостата. Питание термометра производится от сети переменного тока (разъем XP2 » 220 В 50 ГЦ » ) через сетевой трансформатор T1. Требуемые для питания узлов термометра напряжения (-5 В, +5 В, -12 В, +12 В) вырабатываются стабилизатором напряжения.
Электрическая принципиальная схема электронного преобразователя приведена на рис. 2.
Рис. 2. Схема электрическая принципиальная электронного преобразователя сигнала полупроводникового датчика температуры.
На операционном усилителе (ОУ) DA1 (К140УД6) и полевом транзисторе VT1 ( КП103) построен источник тока 100 мкА для питания диодного датчика температуры. Узел на ОУ DA 5 (К140УД6) служит для получения стабилизированного напряжения величиной +5 В. Усиленное прецизионным ОУ DA2 (К140УД17) примерно в 10 раз напряжение датчика подается на вычитатель DA3 (К140УД6), к выходу которого подключен буфер DA4 (К140УД6). Каскады на ОУ DA6DA7 (К140УД6) служат для создания опорного выходного сигнала (задатчик температуры для внешних приборов). Все детали электронного преобразователя размещены на одной печатной плате (рис. 3).
Рис. 3. Печатная плата электронного преобразователя (размер платы 100 х 75 мм 2 ).
На рис. 4 изображена электрическая принципиальная схема цифрового вольтметра с диапазоном измерения 0.
Рис. 4. Схема электрическая принципиальная цифрового вольтметра на диапазон 0. + 1999 мВ.
Вольтметр собран по типовой схеме [ 2 ] на микросхеме DA1 ICL7107 (аналог КР572ПВ2А), которая выполняет функцию аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с двойным интегрированием, автоматической коррекцией нуля и определением полярности входного сигнала. К выходу микросхемы непосредственно подключается 3.5-декадное цифровое табло с 7-сегментными светодиодными индикаторами HL1-HL4 типа АЛС321Б (АЛС324Б). Источник опорного напряжения (ИОН) +1000 мВ собран по схеме резистивного делителя R1R2 R3. подключаемого к высокостабильному источнику опорного напряжения +5 В СТ. которое поступает с платы электронного преобразователя. Режим работы АЦП определяется параметрами навесных элементов R5, R6, C5 — C8. Измеряемое напряжение подается на контакты ВХОД+, ВХОД- вольтметра. Синфазный потенциал этих контактов может быть произвольным в пределах диапазона питающих напряжений. Цепочка R4C9 образует фильтр нижних частот. Конструктивно вольтметр состоит из двух печатных плат, на одной из которых собран АЦП с навесными элементами (рис. 5), а на другой — цифровое табло (рис. 6). Платы соединяются между собой с помощью кабеля или пайкой в зависимости от конструктивных особенностей прибора, в котором используется вольтметр.
Рис. 5. Печатная плата АЦП цифрового вольтметра (размер платы 100 х 75 мм 2 ).
Рис. 6. Печатная плата индикатора цифрового вольтметра (размер платы 65 х 35 мм 2 ).
Для питания электронных узлов прибора служит линейный стабилизатор напряжения (рис. 7), подключаемый к силовому трансформатору с выходным напряжением 2 х 15 В ( T1 на рис. 1). Транзисторы VT1 (КТ815). VT2 (КТ814) включены по схеме параметрического стабилизатора и обеспечивают на выходе напряжения +15 и -15 вольт соответственно. Для получения напряжений +5 и -5 вольт используются линейные интегральные стабилизаторы напряжения DA1 ( 7805), DA2 (7905).
Рис. 7. Схема электрическая принципиальная стабилизатора напряжения.
Печатная плата стабилизатора напряжения показана на рис. 8.
Рис. 8. Печатная плата стабилизатора напряжения (размер платы 100 х 75 мм 2 ).
В качестве датчика температуры (рис. 9, 10) используется кремниевый диод, припаянный к печатным дорожкам на верхней стороне печатной платы размером 15 х 4 мм 2 из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Медная фольга на нижней стороне платы выполняет функцию теплопроводящего электромагнитного экрана, имеющего гальваническую связь с корпусом прибора. Сверху диод защищен эпоксидной смолой с наполнителем, имеющем высокую теплопроводность. Плата соединяется с термометром с помощью кабеля с разъемом.
Рис. 9. Схема электрическая принципиальная датчика температуры.
Рис. 10. Внешний вид датчика температуры.
Все узлы термометра смонтированы на плоском основании, органы управления и подключения расположены на передней и задней панелях (рис. 11, 11, 13). Сверху прибор закрывается П-образным кожухом.
Рис. 11. Термометр (вид со стороны передней панели).
Рис. 12. Термометр (вид со стороны задней панели).
Рис. 13. Термометр (вид сверху со снятым кожухом).
Калибровка термометра
Вначале калибруется цифровой вольтметр термометра (схема рис. 4). Для этого к его входу подключается образцовый вольтметр и источник постоянного напряжения примерно 1.5 В. С помощью потенциометра R2 (рис. 4) показания цифрового вольтметра устанавливаются равными показаниям образцового вольтметра. Для калибровки термометра по температуре используются две температурных точки — опорная и калибровочная. Опорная — точка таяния водяного льда (0 0 C ). Она используется в самом начале калибровки для установки нулевых показаний термометра. Датчик термометра помещается в термос с тающим водяным льдом, с помощью потенциометра R22 » УСТ. НУЛЯ » электронного преобразователя (рис. 2) устанавливаются нулевые показания прибора. Калибровочная точка выбирается в зависимости от диапазона температур, измерения в котором должны производиться с наилучшей точностью. Например, если наиболее точные измерения нужны в диапазоне температур -20. +50 0 C. то в качестве калибровочной выбирается точка теплового равновесия вблизи температуры 50 0 C. Датчик цифрового термометра помещается совместно с образцовым термометром (с точностью не хуже 0.1 0 C ) в термос с горячей (около 70 0 C ) водой. После того, как температура воды по образцовому термометру опустится примерно до 50 0 C. с помощью переменного резистора R18 » КАЛИБР » электронного преобразователя (рис. 2) производится установка показаний прибора в соответствии с показаниями образцового термометра.
Примечание
Термометр может использоваться для температурных измерений и в более широком диапазоне температур (в максимальных пределах -199.9. +199.9 0 C ) при использовании кремниевого диода с подходящими свойствами и соответствующей конструкции датчика.
- Безверхняя Н. С. Васильев Л. М. Дмитревский Ю. П. Мельник Ю. М. Термометрические характеристики кремниевых полупроводниковых диодов. — ПТЭ, 1976, № 5, 278.
- Встраиваемый цифровой вольтметр с диапазоном измерения -199.9. +199.9 мВ
- Термометр — прибор для измерения температуры.
ДТКБ Датчики температуры камерные биметаллические
Артикул. 03705. Минимальный заказ — от 2 шт. Цена грн с НДС/шт. От 14.04.2015
ДТКБ-42, ДТКБ-43, ДТКБ-45, ДТКБ-49 300,00 грн. ДТКБ-44, ДТКБ-46, ДТКБ-48, ДТКБ-50, ДТКБ-51, ДТКБ-52, ДТКБ-53, ДТКБ-54, ДТКБ-55, ДТКБ-56, ДТКБ-57 290,00 грн. В корзину! Удалить из корзины
Двухпозиционное регулирование температуры в камерах с неагрессивной газообразной средой.
Датчики температуры (Датчик-реле температуры камерный биметаллический ДТКБ)
Предназначение
Датчики ДТКБ чаще всего используются при двухпозиционном регулировании температуры в различных камерах с неагрессивными газообразными средами, при отсутствии магнитных электрических полей (которые имеют влияние на магниты изделия).
ДТКБ имеют широкую сферу применения:
1) в промышленности,
2) в быту при решении задач автоматического регулирования температур в различных системах отопления, вентилирования и кондиционирования воздуха в любых производственных, жилых, складских помещениях,
3) в электронных устройствах в приборостроении.
4) в овощехранилищах, теплицах, гаражах, инкубаторах, холодильных камерах, подогреваемых зданиях.
5) в тепловозостроении.
Многолетняя практика использования датчиков ДТКБ доказала высокую надежность прибора. На многих системах обогрева можно увидеть экземпляры термореле ДТКБ, которые работают с 70-х годов; отказы в работе, при правильной регулировке и эксплуатации, крайне редки.
Датчики ДТКБ за видом работы можно разделить на:
а) Приборы прямого действия — с замыканием контактов при повышении t контролируемой среды относительно уставки.
б) Приборы обратного действия — с замыканием контактов при повышении t контролируемой среды относительно уставки.
ООО «ФИРМА КОНТРАГЕНТ» имеет возможность поставить 16 модификаций датчика-реле ДТКБ.
Перед заказом следует обратить особое внимание на структуру условного обозначения датчиков ДТКБ-ХХ:
Электрическая схема подключения терморегулятора
Терморегулятор — это устройство коммутации электрической цепи, которое используется для включения и выключения нагревательных приборов, таких как радиаторы отопления, греющие кабели в системе тёплого пола или в антиобледенительных системах. В этой статье будут рассмотрены варианты подключения термостата к однофазной электрической сети с напряжением 220 В. Принципиально схема подключения одинакова для всех терморегуляторов, но в зависимости от модели могут быть незначительные отличия.
Все терморегуляторы имеют клеммные разъёмы, через которые можно подключить входящие и выходящие провода питания и кабели для выносного датчика (если таковой предусмотрен).
Схема подключения
Клеммы для подключения на термостате либо пронумерованы и в инструкции к ним указано, под каким номером какая клемма, либо (и чаще всего) обозначены буквами и/или специальными обозначениями.
Простой датчик температуры с аналоговым выходом 0-10В
Датчик температуры может использоваться в различных условиях окружающей среды. Датчик предназначен для измерения температуры в градусах Цельсия и преобразовании его в напряжение. Датчик температуры подходит для работы на общих промышленных зонах и на открытой местности.В датчике установлен термометр типа LM35, что обеспечивает надежность и точность при измерениях температуры. Благодаря герметизации датчика с измерительным элементом, обеспечивается высокая вибростойкость и влагостойкость.
Основные технические характеристики:
• Подходит для использования в газообразных средах, а также измерения температуры окружающей среды и температуры предметов и исследуемой поверхности
• Возможность крепления с помощью болтового соединение непосредственно к поверхности измеряемой температуры
• Защита от инверсной подачи питания
• Рабочая температура достигает +100 °C
• Диапазон измеряемых температур: -50…+80
• Напряжение питания: постоянный ток 12В
• Потребляемый ток: 10мА
• Напряжение выходного сигнала: 0-10В
• Выходной ток: 20мА
Конструкция датчика позволяет крепить его непосредственно к площади поверхности для измерения температуры ее поверхности или компенсации температурных изменений (для лучшего эффекта, на место контакта нанести небольшой слой теплопроводной пасты, например КПТ-8 или КПТ-19), возможно так же крепить таким способом датчик температуры на пластиковые, поливинилхлоридные и прочие поверхности изготовленные из материалов с низкой теплопроводностью.
Предыстория:
Обратился как-то ко мне знакомый, который работал инженером в фирме — интеграторе GPS/Глонасс оборудования. Один из их клиентов захотел измерять температуру окружающей среды за бортом очередного трактора. На этой технике уже стояли GPS — терминалы, отечественные, ADM600, какой-то пермской конторы. Спросил меня, какой лучше датчик применить, недорогой. У меня сразу возникла мысль, почему бы не применить DS18B20, на что коллега мне ответил: «у треккера нет 1wire», есть только 2 АЦП, один канал от 0-13, второй от 0 — 36, ну и плюс еще всякие входа дискретные и протокольные интерфейсы. Странно думаю, как так-то? В общем нужно было срочно решить его проблему, причем еще и как обычно — недорого. Придя домой сразу же открыл ящик стола. В кассетнице лежало с десяток DS18b20 и LM35. Откуда LM 35, я даже и не вспомнил. Никогда их не применял. Открыв ДШ по GPS треккеру и вправду не обнаружил у него шину Dallas а. Решено, делать датчик на том что есть — LM35. В ДШ написанно, что при базовом подключении, цена деления 10мВ на 1 градус С. И при этом нет возможности измерить отрицательную температуру.
Исходя из этого, требуется усилить сигнал и сделать смещение на датчике, что бы была возможность измерения отрицательных температур. Полазив в интернете, нашел схему смещения на двух диодах. Решил поставить транзистор.
В качестве усилителя применен низковольтный ОУ LM358:
Дальше решил промоделировать схему со смещением:
Как видно из рисунка, выходной сигнал измеряется (вольтметром) относительно общего провода.
Резистор R1 и транзистор Q1(включенный как диод) образуют схему смещения уровня вывода GND датчика температуры. При этом потенциал нижнего вывода резистора R4 оказывается отрицательным по отношению к GND LM35 и, датчик может работать как с положительными, так и с отрицательными температурами. Измерение выходного сигнала, как уже говорилось выше, осуществляется относительного общего провода питания. При нулевом значении температуры выходное напряжение составляет 0.6В (при использовании транзистора MMBT3906).
Снижение температуры ниже нуля вызывает уменьшение выходного напряжения (10 мВ на 1С на выходе LM35).
Подъем температуры выше нуля приводит к росту выходного напряжения.
Далее вопрос стал о конструктиве. Набросал 3D в Proteus, дабы визуально оценить размеры (решил плату усилителя совместить с головкой датчика в единую конструкцию, ибо линии на этом тракторе могут достигать длины и более 2х метров).
В DIPe сразу не понравилось, громоздко. Решил использовать планарные элементы. В качестве элемента для головки термодатчика использовал медный наконечник с отверстием под болт, решил обжать им LM35, предварительно промазав КПТ-8. Обжал при помощи специальной обжимки от Phoenix contact, брал у коллеги, поэтому не удалось сфотографировать. Далее аккуратно обработал простыми плоскогубцами.
Нарисовал плату в sLayot, получилась достаточно компактна:
Ну дальше сборка, решил сделать сразу 10 штук:
После сборки, обжал аккуратно наконечником корпус термодатчика и хорошо припаял с обратной стороны печатной платы… Конечно лучше было сделать прорези и пропаять с обеих сторон, но времени не было. Плату аккуратно обмакнул в Казанский герметик и поместил в термоусадочную трубку с клеем, провода от датчика поместил в пластиковый гофрорукав с авторынка, диаметром 6мм.
Питание датчика осуществляет отдельный параметрический стабилизатор на TL431 и МДП транзисторе и в данном случае не рассматривается.
Попробовал я откалибровать датчик. Калибровал при помощи спиртового градусника и своего самодельного термометра на DS18B20:
Калибровал так: холодильник, улица, фен. Хотя можно было применить чашку со льдом и комфорку плиты. Но так как термодатчик линеен, не стал сильно заморачиваться и сделал несколько замеров:
Сопоставляя данные с разных термометров сделал вывод: датчик получился достаточно точным.
Схема подключения датчика к прибору ADM600:
Передал датчики товарищу. Который через неделю после инсталяции термометров скинул мне отчет из програмного комплекса Fort Monitor, все работало =)
PS: По оси Y указана температура, а не напряжение. Так устроен программный комплекс…
ремонт термопота своими руками — Город мастеров
Устройство термопота
Термопот по своей сути, это электрический чайник совмещенный с термосом. В отличии от электрочайника в конструкцию термопота добавили дополнительный ТЭН, используемый для подогрева воды и контроллер управляющий его работой и поддержанием температуры в пределах 75º — 95º C. Во многих термопотах, кроме того, установлен насос для подачи воды. Бак для нагрева воды закрыт кожухом, который защищает от ожогов и служит внешней оболочкой термоса, снижая расход электричества на поддержание температуры. Если кожух изготовлен из металла, он заземляется (см. электрическую схему) для защиты от поражения током. Все основные узлы термопота размещены в основании корпуса.
Электрическая схема термопота
Принципиальная электрическая схема термопотов различных моделей и производителей несущественно отличается от приведенной ниже:
Схема термопота с одним датчиком температуры (рис. 1)
Принципиальная электрическая схема термопота с двумя датчиками температуры (рис. 2)
Детали и узлы используемые в термопоте:
Водяная помпа — электродвигатель с крыльчаткой в герметичном корпусе, при включении подает воду к носику термопота. Питание 12в постоянного тока. Крепится с помощью кронштейна винтами к корпусу через силиконовую прокладку, что защищает мотор от перегрева. Сама крыльчатка крутится за счет магнита, очень интересная конструкция, магнит на валу моторчика вращает крыльчатку с аналогичным магнитом.
Датчик температуры (термовыключатель) — нормально замкнут, при достижении необходимой температуры (95º — 125ºC) размыкает контакты. Рассчитан на коммутацию 10А 250В. Крепится к поверхности бака с помощью винтов, для лучшего теплового контакта используется термопаста, типа КПТ-7.
ТЭН термопота — нагревательный элемент состоящий из двух ТЭНов (кипячение, подогрев) крепится в основании бака.
Сопротивление ТЭНа подогрева 650-700 Ω, ТЭНа кипячения 65-90 Ω.
Принцип работы электрического термопота
ТЭН подогрева воды включен постоянно, при понижении температуры в баке до 75º (например, если долить холодной воды) включается ТЭН кипячения. Когда температура достигает 95º, термопот отключает режим кипячения и переходит в режим подогрева. Потребляемая мощность в режиме подогрева ≈70ватт, в режиме кипячения 1000 — 2500 ватт, в зависимости от модели термопота.
В случае выкипания воды в баке, температура резко возрастает и когда достигает 125º термовыключатель (F1 рис.1, FU1 рис.2) разрывает цепь питания термопота, до понижения температуры.
Основные неисправности термопота и способы устранения
Термопот не включается
- При включении термопота не включается режим кипячения, водная помпа работает.
Вышел из строя ТЭН кипячения, прозвонить, заменить если вышел из строя. Неисправно реле K1 (рис.1,рис.2). Возможен обрыв цепи питания ТЭНа кипячения. - При включении термопота не включается режим кипячения, водная помпа не работает.
Проверить датчики температуры (F1 рис.1, FU1 или SF2 рис.2). Возможно поврежден провод или вилка шнура питания. Возможен обрыв проводки в цепи питания.
Термопот не выключается
Термопот кипятит воду постоянно — неисправен датчик температуры (SF1 рис.2). Неисправно реле K1 (рис.1,рис.2).
Термопот часто включается в режим кипячения
Вышел из строя ТЭН подогрева воды, прозвонить, заменить если вышел из строя. Возможен обрыв цепи питания ТЭНа подогрева.
Термопот не кипятит воду
Термопот долго закипает. Вышел из строя ТЭН кипячения, прозвонить, заменить если вышел из строя. Неисправно реле K1 (рис.1,рис.2). Возможен обрыв цепи питания ТЭНа кипячения.
СХЕМА ЦИФРОВОГО ТЕРМОМЕТРА
Часто схемы собирают по остаточному принципу: что-то где-то завалялось — можно что-нибудь спаять. Это как раз тот случай, где ничего покупать не нужно, так как все детали термометра самые распространённые. Использование дешевых микросхем серии 176 (К176ЛА7 и К176ИЕ4), сделало возможным создание цифрового термометра, который при всей своей простоте обладает высокой повторяемостью и достаточной для бытовых целей точностью. Часто в последнее время ставят цифровые датчики температуры, но здесь им является обычный терморезистор с отрицательным ТКС и сопротивлением примерно 100кОм.
Часто надо посмотреть на термометр, когда условия освещения плохие — например, посреди ночи. Поэтому ЖК-индикаторы, даже с подсветкой, не подходят. Лучшую читаемость в условиях недостаточного освещения имеют светодиодные индикаторы типа АЛС. Параметры термометра в смысле погрешности измерений всецело определяются настройкой градуирования по образцовому термометру. Схема термометра, вместе со всей страницей из журнала радиоконструктор приводится ниже:
Форум по цифровым микросхемам
Обсудить статью СХЕМА ЦИФРОВОГО ТЕРМОМЕТРА
Температурный датчик | Техника и Программы
Принципиальная электрическая схема температурного датчика общего применения приведена на рис. 4.2. Электронная часть температурного датчика включает в свой состав входные и выходные цепи, сетевой понижающий трансформатор питания 77, выпрямительное устройство и устройство сравнения. Работает температурный датчик от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц.
Подключается датчик к сети с помощью электрического соединителя XL На входе установлен плавкий предохранитель F1, защищающий датчик от коротких замыканий и перегрузок во входных цепях. Включение и выключение электронного датчика осуществляются с помощью однополюсного переключателя SI и контролируются неоновой лампочкой HI тлеющего разряда.
Сетевой понижающий трансформатор 77 изготавливается на шихтованном броневом магнитопроводе типа Ш или УШ. Активная площадь поперечного сечения стали магнитопровода должна быть выбрана в пределах от 3 до 5 см2. В устройстве можно использовать унифицированный трансформатор кадровой развертки
Рис. 4.2. Схема 1емпера iурного датчика общею применения.
типа ТВК с перемоткой вторичной обмотки на выходное напряжение 12 В. Сетевой трансформатор обеспечивает расчетный уровень выпрямленного напряжения постоянного тока, трансформирует высокое напряжение сети в низкое переменное напряжение, что создает более безопасные условия эксплуатации, а также обеспечивает полную гальваническую развязку вторичных цепей электронного датчика температуры от первичной сети переменного тока.
Выпрямитель собран на четырех выпрямительных диодах VDI—VD4 по однофазной двухполупериодной мостовой схеме, которая характеризуется повышенной частотой пульсаций выпрямленного выходного напряжения, пониженным обратным напряжением на комплекте выпрямительных диодов и более полным использованием габаритной мощности сетевого трансформатора. На выходе выпрямителя действует постоянное напряжение 12 В. Работает выпрямитель на емкостный фильтр, собранный на конденсаторе С/ и сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения. Основным элементом температурного датчика является терморезистор R2 с нелинейной вольт-амперной характеристикой, отличительной особенностью которого является резко выраженная зависимость электрического сопротивления от температуры, напряжения, магнитного поля и других факторов. Терморезисторы с положительным и отрицательным температурными коэффициентами сопротивления используются в системах дистанционного и централизованного измерения и регулирования температур, противопожарной сигнализации, теплового контроля и защиты электронных устройств, в системах температурной компенсации ряда элементов электрических цепей и контуров, в частности для термокомпенсации кварцевых резонаторов и генераторов, используются для стабилизации режимов транзисторных каскадов, для измерения мощности, а также в качестве дистанционных бесконтактных переменных резисторов, ограничителей и предохранителей, реле времени, стабилизаторов напряжения, применяются в cxeivax размагничивания масок цветных кинескопов и др.
Активный элемент схемы датчика — терморезистор — реагирует на окружающую температуру изменением своего сопротивления. Как только температура достигает определенной заданной величины, схема срабатывает, включая электромагнитное реле /С/, которое через свои контакты подает соответствующие команды на исполнительные механизмы, например на включение электромагнитов. С помощью переменного резистора R4 можно регулировать температуру срабатывания температурного датчика в пределах от 0 до 40 °С.
При изготовлении температурного датчика использованы следующие комплектующие ЭРЭ: транзисторы VT1 типа МП25, VT2 — МП37Б; терморезистор R2 типа MMT-4; конденсатор С/ типа K50-6-16B-200 мкФ; выпрямительные диоды VD1—VD4 типа Д105А; резисторы R1 типа ВСа-2-200 кОм, R3 — ВСа-0,5-2 кОм, R4 — СП-Н-1Вт-А-2 кОм, R5 — ВСа-0,5-10 кОм, R6 — ВСа-0;5-22 кОм, R7 — ВСа-0,5-2 кОм, R8 — ВСа-0,5-20 Ом, R9 — ВСа-0,5-1,6 кОм; реле электромагнитное К1 типа РЭС-10 (паспорт PC4.524.302).
Область применения датчика может быть расширена, если использовать его на садово-огородном участке в пристенных и пленочных теплицах, а также для определения весенних заморозков.
Первичная обмотка сетевого трансформатора 77 содержит 3120 витков провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм, вторичная обмотка — 179 витков провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,51 мм.
Техническая характеристика температурного датчика общего применения
Номинальное напряжение питающей сети
переменного тока, В ……………………………….. 220
Номинальная частота питающей сети
переменного тока, Гц ……………………………… 50
Пределы изменения напряжения питающей сети
переменного тока, В ……………………………….. 187—242
Пределы изменения частоты питающей сети
переменного тока, Гц ……………………………… 49—51
Коэффициент нелинейных искажений питающей сети
переменного тока, %, не более ………………….. 12
Напряжение переменного тока на вторичной обмотке
трансформатора, В………………………………….. 10—15
Выпрямленное напряжение постоянного тока,
питающее электронную часть датчика, В …….. 12
Температура регулирования, при которой
срабатывает датчик, °С ……………………………. 0…40
Погрешность измерения на краях •
рабочего интервала температур, °С…………….. 1
Потребление тока в ждущем режиме, мА, не более . .4 Габаритная мощность сетевого понижающего
трансформатора 77, Вт, не менее ……………….. 25
Кпд, %, не менее ………………………………………. 95
Литература:
Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.
Датчик температуры | Все своими руками
Опубликовал admin | Дата 9 июня, 2014Зависимость падения напряжения на p-n переходе от температуры было замечено сразу после создания самого этого перехода. Это свойство полупроводников используется в электронных термометрах, датчиках температуры, термореле и т.д.
Простейшим датчиком температуры является p-n переход кремниевого диода, температурный коэффициент напряжения, которого равен, примерно, 3 мВ/°C, а прямое падение напряжения находится в районе 0,7В. Работать с таким маленьким напряжением неудобно, поэтому в качестве термозависимого элемента лучше использовать p-n переходы транзистора, добавив к нему базовый делитель напряжения. Полученный двухполюсник обладает свойствами цепочки диодов, т.е. падение напряжения на нем можно устанавливать намного больше, чем 0,7В. Зависит оно от соотношения базовых резисторов R1 и R2 см. рис. 1.
Обладая отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, этот двухполюсник нашел применение в схеме питания варикапов. При повышении температуры, емкость варикапов начинает увеличиваться, но одновременно уменьшается падение напряжения на двухполюснике VT1, R1,R2, что ведет к увеличению напряжения на переменном резисторе и соответственно на варикапе, уменьшая его емкость. Таким образом, достигается температурная стабилизация резонансной частоты колебательного контура. На рисунке 2 показана схема двухполюсника, который можно использовать в качестве термодатчика в схемах электронных термореле и термометрах. Здесь есть одно неудобство, кристалл транзистора КТ315 размещен в пластмассовом корпусе, что повышает инерцию измерения температуры или срабатывания реле. И второе, это неудобство крепления его к объекту, температуру которого необходимо отслеживать. Например, для отслеживания температуры теплоотводов мощных ПП, лучше применить в качестве термодатчика транзистор КТ814. Конструкция этого транзистора позволяет крепить его непосредственно к радиатору, находящемуся под потенциалом земли, всего одним винтиком. Такой датчик используется в схеме терморегулятора для вентилятора, размещенной на сайте www. ixbt.com/spu/fan-thermal-control.shtml
На рисунке 4 показана практическая схема для вентилятора охлаждения блока питания. Применение операционного усилителя средней мощности К157УД1 в качестве компаратора, позволило подключить пару вентиляторов от блока питания компьютера непосредственно на выход микросхемы, выходной ток которой, равен 0,3А. Температуру включения вентиляторов устанавливают резистором R5. Схема работает следующим образом. При нормальной температуре теплоотвода напряжение на выводе 9 микросхемы DA1 должно быть больше, чем на выводе 8. При этом на выходе DA1, выводе 6, будет потенциал близкий к напряжению питания схемы. Напряжение на вентиляторах при таких условиях будет практически равно «0». Вентиляторы выключены. При повышении температуры теплоотводов будет повышаться и температура транзистора VT1, что в свою очередь вызовет уменьшение напряжения на неинвертирующем входе 8 микросхемы DA1. Как только это напряжение будет меньше напряжения, установленного резистором R5, состояние компаратора изменится и на его выходе напряжение упадет примерно до потенциала земли. Вентиляторы включатся. Резистор R7 обеспечивает небольшой гистерезис схемы, что исключает неопределенное состояние выходного напряжения на выходе DA1 при равенстве входных напряжений. Плату терморегулятора лучше установить прямо на контролируемом радиаторе, чтобы его микросхема тоже обдувалась вентилятором. Транзистор VT1 соединяется с платой тремя проводами и устанавливается в непосредственной близости от мощных ПП.
Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».
Просмотров:26 016