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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Termômetro. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor A operação do dispositivo é baseada na dependência da queda de tensão na junção pn de um diodo de silício com a temperatura quando uma corrente contínua fixa flui através dele. Ele diminui linearmente em 2...2,5 mV com cada grau de aumento de temperatura na faixa de -60...+120 °C. O termômetro, cujo esquema é mostrado na fig. 1 é essencialmente um milivoltímetro DC. Adotou uma série de medidas que reduzem o efeito das mudanças de temperatura dos elementos (exceto o sensor - diodo VD1) nas leituras.
A corrente do sensor é estabilizada pelo transistor VT2, operando em um ponto termicamente estável da característica de saída (a corrente de estabilização é de aproximadamente 200 μA). Da mesma forma, o transistor VT3 estabilizou a corrente no circuito para gerar a tensão exemplar. Ambos os transistores do chip DA1 estão localizados no mesmo chip semicondutor e possuem parâmetros idênticos que dependem igualmente da temperatura. Como resultado, as leituras do microamperímetro PA1 dependem apenas da temperatura do sensor. No transistor VT1 e no diodo zener VD2, um estabilizador de tensão de alimentação de termômetro é montado. A corrente de dreno do transistor VT1 permanece aproximadamente 3,5 mA quando a tensão de alimentação muda na faixa de 8 ... 12 V. Isso melhora ainda mais a estabilidade da tensão de saída do estabilizador e as leituras do dispositivo. O dispositivo é montado por montagem de superfície em uma pequena placa de textolite. Pode ser montado diretamente nos pinos-rosca do microamperímetro RA1 - M42304 com marca zero no meio da escala. É conveniente escolher um microamperímetro de forma que a corrente de deflexão total de sua agulha em microamperes corresponda à faixa de temperatura necessária em graus Celsius. Então, sem alterar os números da balança, basta corrigir a unidade de medida ali indicada. Você também pode usar um microamperímetro convencional (com zero no início da escala), conectando-o de acordo com o circuito mostrado na Fig. 2. Mas com uma mudança no sinal da temperatura medida, você terá que mudar a chave SA2 para a posição apropriada a cada vez.
Os transistores KP103L podem ser substituídos por KP103Zh. Se possível, como VT2 e VT3, devem ser utilizados transistores selecionados de fábrica com parâmetros semelhantes. O índice P (KP103ZhR, KP103LR) é adicionado à designação de tais transistores e eles são fornecidos em pares em um pacote comum. O microcircuito KR159NT1 pode ser substituído por um switch integrado K101KT1A contendo dois transistores com um coletor comum, ou seu analógico importado KS809. Em casos extremos, você pode usar dois transistores separados, por exemplo, KT3102 com qualquer índice de letras, mas é improvável que consiga obter alta estabilidade do dispositivo. No entanto, tal solução é bastante aceitável se a parte de medição do dispositivo estiver constantemente localizada em uma sala com temperatura relativamente estável. Nessa situação, você pode simplificar ainda mais substituindo os circuitos VT2R1 e VT3R7 pelos mesmos resistores fixos com valor nominal de 100 kOhm. O diodo VD1 é colocado onde é necessário controlar a temperatura. O comprimento do par trançado blindado de fios que conecta o sensor ao dispositivo pode ser de até cinco metros ou mais. Para eliminar a interferência causada pela detecção de sinais de alta frequência de estações de rádio e televisão próximas, é útil desviar o diodo sensor com um capacitor de cerâmica com capacidade de pelo menos 0,1 μF. Além do indicado no diagrama KD102A, outros diodos de silício de pequeno porte também são adequados como sensor. A experiência mostra que a taxa de reação a uma mudança de temperatura é maior, quanto menor o tamanho do diodo e mais finas suas conclusões. Começando a estabelecer um termômetro, primeiro você deve encontrar os pontos de operação termoestáveis dos transistores VT2 e VT3. Observe que o desempenho descuidado dessas operações resultará em uma operação completamente incorreta do dispositivo. Para ajustar o estabilizador de corrente no transistor VT2, um microamperímetro é ligado em série com o diodo VD1 ou em vez dele (qualquer um dos multímetros digitais amplamente usados é adequado) e uma corrente de aproximadamente 1 μA é definida aqui com um resistor de corte R200. Aquecendo alternadamente o transistor com um ferro de solda e resfriando-o com algodão umedecido em acetona, eles selecionam uma posição do resistor R1 do motor na qual a corrente através do sensor não depende da temperatura do transistor. Da mesma forma, incluindo um microamperímetro no circuito aberto R5R6, eles encontram o ponto de operação termoestável do transistor VT3 ajustando a corrente com o resistor de compensação R7. Antes de prosseguir com a calibração da escala do dispositivo, é necessário proteger o sensor de diodo VD1 e o local de soldagem dos fios de conexão a ele da umidade. As áreas protegidas são cobertas com algum tipo de selante sem ácido. Os compostos à base de ácido (diferenciados pelo cheiro característico de vinagre) são inadequados neste caso, pois corroem os terminais finos do diodo e possuem uma condutividade elétrica perceptível. A vedação precisa protegerá o sensor de efeitos nocivos durante a operação, aumentando apenas ligeiramente sua inércia térmica. Para calibração, você precisará de um recipiente com gelo derretido e um dispositivo de aquecimento com água fervente, de preferência destilada. O sensor é abaixado no gelo derretido, tentando colocá-lo o mais próximo possível do limite água-gelo. O resistor trimmer R5 atinge leituras zero do microamperímetro RA1. O sensor é transferido para água fervente e o ponteiro do microamperímetro é ajustado para +3 °C com um resistor de compensação R100. É útil repetir várias vezes essas operações, ajustando, se necessário, as posições dos resistores do trimmer. Um ponto de controle adicional pode ser a temperatura do corpo humano (+36,6 °C), que, se necessário, pode ser facilmente esclarecida com um termômetro médico. Autor: S.Gants, Gubkinsky, Yamalo-Nenets Autonomous Okrug
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