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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA termostato estável. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor Uma grande variedade de sensores é usada em dispositivos de controle automático de temperatura: desde os mais simples contatores térmicos de mercúrio TK e TPK até microcircuitos especializados. Mas se for necessário manter uma determinada temperatura com alta precisão por intervalos de tempo que variam de dias a dezenas de anos, apenas dispositivos baseados em ressonadores de quartzo sensíveis à temperatura com subsequente conversão de uma frequência dependente da temperatura em um sinal de controle para aquecedores ou resfriadores de uma câmara térmica fornecem a estabilidade necessária. Um diagrama de um conversor de temperatura para frequência de quartzo auto-oscilante (CAPTCH) é mostrado na fig. 1.
Um ressonador de quartzo de corte termossensível serial PY em uma frequência de 5 MHz com uma característica linear temperatura-frequência e um coeficiente de temperatura de 185 Hz/°C é usado [1]. Ele pode ser substituído por um ressonador sensível à temperatura RK-112 fabricado por uma fábrica na cidade de Volzhsky, região de Volgogrado, contendo uma placa piezoelétrica cortada yхbI/10° 54'/9° 45'51''. O CAPTC é realizado como uma unidade independente localizada dentro da câmara de aquecimento, conectada à unidade principal do termostato por um cabo coaxial. A tensão de alimentação é aplicada ao gerador através de um cabo e um sinal é obtido em função da temperatura do ressoador de quartzo ZQ1 de frequência f(T)=5000000+185T, onde f é a frequência, Hz; T - temperatura, °C. O bloco principal do termostato é construído de acordo com o esquema mostrado na fig. 2.
O resistor R2 serve como carga para o CAPTCH. Além disso, o sinal da frequência dependente da temperatura através do modelador de amplificador no transistor VT2 e o elemento DD1.3 é alimentado na entrada C do segundo gatilho do microcircuito DD2. Uma entrada semelhante de seu primeiro gatilho recebe um sinal de frequência de referência de um oscilador baseado nos elementos DD1.1, DD1.2 com um ressonador de quartzo termoestável ZQ1 cortado AT. O detector de fase de frequência [2] consiste em dois chips de disparo DD2, elemento DD1.4, resistores R9, R11, diodos VD2, VD3 e capacitor C5. Sua tensão de saída é lógica baixa se a frequência dependente da temperatura for maior que a frequência de referência e alta se for menor. Um nível intermediário de tensão só é possível se as frequências forem exatamente iguais, o que não acontece na prática, pois as oscilações dos geradores não são síncronas. Em um nível alto na saída do detector de frequência, os transistores VT4 e VT5 se abrem, aplicando tensão ao aquecedor instalado na câmara térmica. Ao mesmo tempo, o LED HL1 acende. Através de um seguidor de emissor em um transistor VT3, um sinal de frequência dependente da temperatura pode ser alimentado a um medidor de frequência eletrônico. O diodo zener VD1 com o transistor VT1 formam um regulador de tensão para alimentação de microcircuitos. Ao configurar o termostato, em primeiro lugar, o resistor R3 é selecionado, obtendo uma forma de pulso simétrica na saída do elemento DD1.3. A capacitância do capacitor C3 é selecionada de modo que, em uma determinada temperatura, a frequência de referência seja igual à frequência dependente da temperatura gerada pelo CAPTC. O estabilizador de calor é operado no estande de certificação de termômetros digitais eletrônicos médicos. A câmara de calor do estande tem um volume de 60 cm3, suas paredes são feitas de espuma plástica de 30 mm de espessura. O aquecedor consiste em dois resistores MLT-2 de 56 Ohm conectados em paralelo. 45 minutos após ligar, a temperatura de 40 °C é ajustada e mantida na câmara. Os testes mostraram que o desvio da temperatura de estabilização não excede 0,005 °С por mudança de um grau na temperatura do ressonador exemplar (ZQ1 na Fig. 2) e 0,02 °С por ano. Assim, em cinco anos, quando o aparelho for operado em condições ambientes, o erro na manutenção da temperatura na câmara não ultrapassará 0,1°C. Literatura
Autor: V. Solodovnik, M. Cheban
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