Termômetro com escala linear. Esquema, descrição

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A utilização de um diodo semicondutor como sensor de temperatura possibilitou a obtenção de uma escala linear de leitura de temperatura. A dependência da queda de tensão através do diodo em relação à temperatura em uma corrente de polarização direta fixa é linear e para diodos de silício na faixa de temperatura de -60...+ 100°C é 2...2,5 mV/°C.

O termômetro permite medir a temperatura na faixa de 0 a +150°C com um erro não superior a 0,3°C.

Termômetro com escala linear

A tensão no diodo V1 é definida pela corrente de polarização determinada pelo resistor R1. A mudança de tensão no diodo, proporcional à mudança de temperatura, é medida por um voltímetro DC feito no microcircuito A1 de acordo com um circuito balanceado (entrada 1). Uma tensão estável de cerca de 0,5 V é fornecida à outra entrada do microcircuito, criada por um gerador de corrente estável em um transistor de efeito de campo V2 e uma fonte de tensão de referência VS. O transistor de efeito de campo V4 também é usado para estabilizar a corrente consumida pelo voltímetro, pelo que uma diminuição na tensão de alimentação para 7V praticamente não afeta as leituras do aparelho.

Quando a temperatura muda, ocorre um desequilíbrio de tensão, que é registrado pelo dispositivo apontador RA. O indicador de seta no termômetro - M265M. O dispositivo é calibrado por duas medições de temperatura. O primeiro (0¦С - a temperatura da neve derretida) corresponde à marca zero da escala. A sonda térmica com diodo V1 é imersa na neve derretida e o resistor R5 é ajustado para zero equilibrando o microcircuito. A segunda medição de temperatura, por exemplo 50¦С, é realizada em água aquecida enquanto monitora sua temperatura com um termômetro de calibração. Nesse caso, a posição da seta indicadora é definida ajustando o resistor R3.

Ao medir uma temperatura negativa, a polaridade do indicador P1 deve ser alterada. O resistor R7 cria um modo de estabilização térmica do transistor de efeito de campo V2, no qual a corrente de dreno não depende da temperatura ambiente. Ao contrário dos transistores bipolares, nos quais a corrente do coletor aumenta com o aumento da temperatura, a corrente de dreno dos transistores de efeito de campo, dependendo da tensão na porta, pode aumentar, diminuir ou permanecer inalterada com a temperatura.

Para encontrar um modo termicamente estável de um transistor de efeito de campo, é necessário medir experimentalmente as características do dreno em diferentes temperaturas. Para fazer isso, uma dependência gráfica da corrente de dreno na tensão do portão (em relação à fonte) é construída, primeiro em temperatura ambiente, depois em temperatura elevada, aquecendo o transistor em várias dezenas de graus com uma lâmpada de iluminação. Em seguida, a tensão da porta é determinada, na qual as características da porta de drenagem tomadas para diferentes temperaturas se cruzam nos gráficos. O ponto de interseção das características é chamado termicamente estável.

Em vez da tensão da porta, você pode determinar a posição do controle deslizante do potenciômetro R7, na qual as características da porta de drenagem do transistor não dependem da temperatura.

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