O multímetro digital mede a temperatura. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Usando um chip K1019EM1 especializado, um multímetro digital pode ser transformado em um medidor de temperatura com maior precisão.

Os multímetros digitais DT830B com resolução de display de 3,5 podem ser facilmente complementados com um microcircuito sensor térmico K1019EM1. Porém, o sinal de saída deste microcircuito na faixa de temperatura de operação está na faixa de 2331...3931 mV e só pode ser medido no limite do voltímetro de 20 V, e o valor da temperatura exibido no display estará em °K .

O dispositivo descrito no artigo publicado foi projetado para reduzir a tensão de saída do microcircuito K1019EM1 em 2731,5 mV. A tensão de saída convertida desta forma corresponderá à temperatura em °C normal.

Os circuitos integrados K1019EI1 e K1019EM1A [1, 2] são sensores térmicos sensíveis com uma dependência linear da tensão de saída na temperatura absoluta: Uout=at.Tk, onde at=10 mV/K é o coeficiente de temperatura da tensão, Tk é o absoluto temperatura em graus K.

Os parâmetros de precisão desses microcircuitos são bastante elevados - o erro na tensão de saída do microcircuito, calibrado a uma temperatura de +25°C, dentro de toda a faixa de temperatura operacional de 45...+125°C não excede 10 mV , ou seja, é inferior a 1°C e está na faixa de 0...+40°С - 0,1°С.

No dispositivo descrito, a fonte ADC interna do próprio multímetro é usada como fonte de tensão de referência. Quando o conector do sensor de temperatura é desconectado, a corrente consumida pelo dispositivo não ultrapassa 100 μA, e quando o sensor é conectado aumenta a corrente de operação do chip K1019EM1, que é de aproximadamente 1 mA.

Um diagrama esquemático de um dispositivo para medição de temperatura trabalhando com um multímetro (voltímetro) é mostrado na Fig. 1. Consiste em uma placa adicional A1.1 e um conversor térmico A2. Na placa adicional é montada uma unidade de polarização de tensão DC, montada no amplificador operacional DA1 e no transistor VT1. O deslocamento de tensão no coletor do transistor VT1 em relação ao pino 32 do ADC é 2731,5 mV. O resistor trimmer R1 é usado para definir esse valor com precisão. O capacitor C1 corrige a resposta de frequência da seção do nó de polarização de tensão coberta por feedback negativo através do resistor R5, o que elimina a autoexcitação. O transistor VT2 e os resistores R11-R13 formam um gerador de corrente estável de cerca de 1 mA. O conversor térmico consiste em um chip sensor térmico K1019EM1, resistores R8-R10 e conector X1. O resistor R9 ajusta a tensão de saída do microcircuito.

A placa adicional para o dispositivo de medição de temperatura com um multímetro DT830B é feita de uma placa de fibra de vidro de face única com dimensões de 32x32 mm. A localização dos elementos nesta placa é mostrada na fig. 2.

Depois de instalar todos os elementos de montagem na placa e soldar os condutores externos nas almofadas com cortadores laterais, suas extremidades salientes da lateral dos condutores impressos para 1,5 ... 2 mm são encurtadas, caso contrário a placa não caberá no multímetro caixa em altura. Em seguida, com o auxílio de barras feitas de fósforos, a placa adicional é colada com cola Moment na área livre da placa de circuito impresso do multímetro. O conversor térmico também é montado em uma placa de circuito impresso de fibra de vidro. A colocação dos elementos do conversor térmico é mostrada na fig. 3.

As almofadas de contato abertas e os resistores do conversor térmico devem ser revestidos com verniz ou cola BF-2. O conjunto do conversor térmico pode ser conectado à unidade do multímetro usando qualquer cabo de dois fios com o comprimento necessário. O autor, por exemplo, utilizou um cabo telefônico com cerca de 8 m de comprimento.As funções do conector destacável são desempenhadas por um plugue tripolar de fones de ouvido estéreo com diâmetro nominal de 3,5 mm e uma tomada tripolar 1308 IEC- pp.

Na Fig. A Figura 4 mostra um esboço de um plugue e tomada tripolar. Este último é instalado em um orifício especialmente perfurado na lateral do corpo do multímetro. A base plástica do soquete deve se encaixar perfeitamente no plano do corpo do multímetro. Para maior resistência, as juntas são revestidas com cola, que é utilizada na fabricação de modelos de plástico. Um condutor é soldado ao plugue de comutação, conectando os pinos 1 e 3. Este condutor conecta o pino de entrada de teste do multímetro ao sensor somente ao medir temperatura.

O medidor de temperatura usa resistores de corte SPZ-19a (R1, R9), resistores constantes C2-29V (R2, R3, R5, R8, R9) e OMLT (o restante). O capacitor C1 é cerâmico de qualquer tipo.

O dispositivo é configurado na seguinte ordem. Primeiro, um sensor de temperatura é conectado ao conector X1 e a tensão entre os coletores dos transistores VT1 e VT1 é ajustada pelo resistor R2 para 2731,5 mV. Depois disso, o transdutor sensível à temperatura, juntamente com um termômetro médico, é colocado sob o braço e, após 5 minutos, as leituras do termômetro são comparadas com as leituras no display digital do multímetro, que é ligado no modo voltímetro até o limite de 2000 mV. Se essas leituras não corresponderem, você precisará ajustar o multímetro usando o resistor R9. Em seguida, a temperatura deve ser medida novamente e, se necessário, uma correção é feita novamente. Quando as mesmas leituras do termômetro médico e do multímetro são alcançadas, a configuração é concluída.

Em conclusão, deve-se notar que o dispositivo descrito pode ser usado em conjunto com qualquer voltímetro digital baseado no ADC K572PV2, K572PV5, K572PV6. Uma possível área de sua aplicação é a medição remota de temperatura dentro e fora de residências e salas de serviço, hortaliças e celeiros e outras instalações que requerem controle de temperatura.

Literatura

1. Biryukov S. Microcircuitos sensores térmicos K1019EM1, K1019EM1A. - Rádio, 1996, nº 7, p. 59.
2. Novachenko I. V., Telets V. N., Krasnodubets Yu. A. Circuitos integrados para equipamentos de rádio domésticos. - Diretório. - M.: Rádio e comunicação, 1995.

Autor: V.Porotnikov, Yekaterinburg

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