Termômetro digital. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor

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Com este dispositivo, você pode medir a temperatura em armazéns de vegetais e grãos, na sala e na rua, e ao colocar sensores na colmeia, você pode obter informações adicionais sobre o estado da colônia de abelhas durante o período de inverno, para o qual , na verdade, o termômetro foi desenvolvido.

Os limites de medição do termômetro são +50...-50°С. Precisão de medição - 0,3°C (dependendo da classe do microamperímetro utilizado). O sensor é um diodo D223, que é conectado por um fio blindado (através de um conector de fita montado na parede posterior da colmeia) a um termômetro eletrônico.

Considere um diagrama de dispositivo simplificado (Fig. 1).

O sensor de temperatura (ou seja, o elemento sensível à temperatura) é um diodo de silício. À temperatura ambiente, uma corrente de 1...2 mA passa por um diodo aberto, a queda de tensão é geralmente de 600 mV. À medida que a temperatura do ar aumenta, a tensão no diodo diminui linearmente em 2,2 mV para cada grau Celsius. Esta dependência é claramente preservada na faixa de 0 a 100°C. Um microamperímetro sensível com zero no meio da escala, conectado aos diodos sensores através de um circuito em ponte, é usado como indicador de temperatura.

A ponte é considerada balanceada se a tensão nos pontos A e B for a mesma. Quando os diodos D1 e D2, que são sensores de temperatura, são aquecidos, a queda de tensão entre eles diminui. Neste caso, o equilíbrio da ponte é perturbado e o valor digital do desequilíbrio é mostrado pela seta do dispositivo PA1.

Ajuste e calibração

Depois de desligar previamente o dispositivo PA1, ligue a alimentação e verifique a relativa tensão “-” nos pontos A e B. Eles devem ser iguais entre si e estar entre 1...1,2 V. Se a tensão no ponto B for igual à tensão de alimentação (4,5 V), isso significa que os diodos estão conectados incorretamente, sua polaridade deve ser invertida.

Se a diferença de tensão nos pontos A e B for pequena, ela será equalizada com o resistor de ajuste R4. Tendo obtido um resultado satisfatório, defina a resistência mínima do resistor R3, conecte o dispositivo ponteiro ao circuito e aplique energia. Em seguida, o resistor R4 ajusta a agulha do instrumento para 20°C (ou outra temperatura ambiente), monitorando a temperatura do ar com um termômetro de mercúrio. Em seguida, aperte os diodos de medição com os dedos e observe a seta. Deve desviar suavemente para a direita e parar aproximadamente na marca de 30°C. Se a seta se mover para a esquerda, será necessário inverter a polaridade da fonte de alimentação do dispositivo.

O termômetro é calibrado em dois pontos - no início e no final da escala. Para calibrar o ponto de partida, use um recipiente com gelo derretido retirado do freezer da geladeira. A temperatura de fusão do gelo é 0°C. O ajuste é feito com o resistor R5. Em seguida, o sensor de temperatura (diodos) é imerso em água cuja temperatura é de 50°C. Neste caso, o ajuste é feito através do resistor R3. Para maior confiabilidade, a calibração de ambos os pontos da escala é feita 3 vezes, monitorando a temperatura dos pontos 0°C e 50°C com um termômetro de mercúrio.

Um diagrama de um termômetro mais preciso e conveniente é mostrado na Fig. 2.

Ele é alimentado por uma única célula galvânica de 1,5 V, o que é importante, e foi projetado para medir a temperatura em vários pontos da colmeia, o que fornece informações sobre o estado da colônia de abelhas.

O diodo D-223 ou, se necessário, um grupo de diodos é utilizado como sensores. Eles podem ser combinados em um barramento plano de fibra de vidro ou agrupados em um fio, que é um fio comum, bem como em pares de fios separados para obter informações em pontos espaçados na distância necessária. Neste caso deve-se levar em consideração que a resistência do braço AO (resistor R2 + resistência do diodo ou diodos D-223) deve ser igual à resistência do braço OB (resistor R10 + resistência do aparador R11).

Se um diodo for usado como sensor D, a resistência do resistor R10 será de aproximadamente 3.9 kOhm, se três diodos D223 forem de aproximadamente 5,9 kOhm. Isso se deve ao fato de que a resistência do diodo D223 é de 720...725 Ohms com uma corrente através do diodo igual a Ipr-0,4 mA e 16 Ohms com uma corrente de 50 mA.

O termômetro é uma ponte balanceada, cuja diagonal inclui um amplificador de paráfase com saída simétrica para o indicador. O braço da ponte AO inclui uma resistência de junção de silício, que é um sensor de temperatura.

A ponte é composta pelos resistores R1, R2, R9, R10, trimmer R11 e pela resistência da junção de silício do diodo D1. O amplificador parafase é montado nos transistores VT1 e VT2 do tipo KTZ15, KT342. É desejável que os triodos sejam selecionados de acordo com o ganho. A carga dos circuitos coletores são as resistências R3 e R7. O resistor R6 é um resistor de acoplamento de emissor comum e R4, R8 e R5 são elementos para ajustar a sensibilidade das cascatas.

O shunt trimmer R5 determina a sensibilidade do dispositivo. As bases dos transistores são bloqueadas pelos capacitores C1 e C2, incluídos na diagonal da ponte. Um microamperímetro com faixa de medição de 50-0-50 μA é conectado entre os coletores triodo. A energia é fornecida por um elemento de 1,5 V através de um resistor variável de extinção R14.

Fixação

1. Configure a fonte de alimentação para 1,3 V usando R14.

2. Feche as bases (o desvio da seta de “0” é permitido por +1 divisão). Se a seta se desviar em mais de uma divisão, os resistores R3 e R7 deverão ser selecionados.

3. Abra as bases VT1 e VT2. Mergulhe o sensor em água com neve ou gelo e ajuste-o para “0” usando o trimmer R11 - A temperatura da água é controlada por um termômetro de mercúrio.

4. Coloque o sensor em água a uma temperatura de 50°C. Se as leituras do microamperímetro não corresponderem à marca 50, a seta deve ser ajustada para esta marca usando o resistor R5.

5. Abaixe o sensor em um ambiente com temperatura zero e verifique se a seta está zerada. Caso contrário, ajuste R11.

6. Verifique novamente as leituras do PA1 mergulhando o sensor em água a uma temperatura de 50°C.

Para controlar a fonte de alimentação de 1,3 V, você deve conectar um microamperímetro ao circuito de controle pressionando o botão SI - P2K e, em seguida, usar o resistor de corte R14 para definir a tensão desejada. O voltímetro é calibrado usando R13 dentro de 0...5 V ao desconectar o termômetro da fonte de alimentação e comparar suas leituras com um voltímetro padrão nesta escala (0...5 V) resistência R12 = 100k, porque R=U/I=5/0,05=100k.

Os diodos possuem uma grande variação de resistência, por isso precisam ser selecionados. Primeiro, é selecionado aquele cuja resistência é mais alta à temperatura ambiente. Ele é selecionado usando um voltímetro-multímetro digital do tipo V7-20 ou similar, pois é difícil encontrar um diodo com a maior resistência com um testador, e um voltímetro permite medir a queda de tensão no diodo em uma determinada corrente . Este sensor será o de controle. Em relação a ele, são selecionadas resistências adicionais (pesos adicionais) para outros diodos (Fig. 3).

Os fios são soldados aos terminais dos diodos para que os diodos possam ser mergulhados na água, cuja temperatura é constantemente monitorada com um termômetro de mercúrio. Usando a chave S4, o diodo de referência (pelo qual o termômetro elétrico foi ajustado) e a cobaia são conectados alternadamente ao termômetro elétrico. O resistor de ajuste R1 atinge as mesmas leituras do microamperímetro PA1. Em seguida, usando um testador ou multímetro para medir a resistência do trimmer R1 com os diodos desligados, determine o valor da resistência makeweight - uma resistência constante que é soldada em série com o diodo em teste. Os pesos de compensação para outros diodos sensores são selecionados da mesma maneira. Diodos selecionados (com pesos de reposição) são instalados nos pontos necessários nas colmeias e conectados através de um conector ao termômetro. A blindagem do fio está conectada ao barramento negativo, o núcleo central está conectado ao R2 do termômetro.

O termômetro também pode ser utilizado em outros ramos da agricultura.

Autor: A.Kukharenko, Grodno, Bielorrússia

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