Um simples conversor de temperatura-tensão. Esquema, descrição

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Um conversor simples de temperatura-tensão. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Para um amplificador com entrada diferencial balanceada (Fig. 1), na condição RV = R1" = R1, a tensão de saída é determinada pela expressão [1]:

Uout \u2d -Uin (R3-R1) / (R3 + R1). (XNUMX)

No circuito de feedback negativo, em vez do resistor R2, você pode incluir um sensor de temperatura linear, cuja resistência depende da temperatura

Rt = R0 + αt, (2)

onde R0 é a resistência do sensor de temperatura a O°C; a - coeficiente de sensibilidade à temperatura, Ohm/°C; t - temperatura, °C.

Tomando a resistência R3 igual a R0, obtemos

Uout \u1d -Uin αt / (R0 + R3). (XNUMX)

Se fornecermos a condição

Uinα/(R1 +R0) = 1, (4)

então, como segue da expressão (3), na saída do amplificador operacional obtemos uma tensão numericamente igual à temperatura do sensor de temperatura. Resistência R1 para garantir que esta condição seja determinada a partir da relação

R1 =αUin-R0. (cinco)

Para obter boa estabilidade do conversor, é necessário utilizar um amplificador operacional de alta qualidade, por exemplo, K140UD17A.

A possibilidade de usar tal conversor como acessório para um multímetro digital baseado no ADC KR572PV5 é mostrada na Fig. 2. O decodificador é alimentado pela bateria do multímetro. A temperatura é medida usando uma escala de tensão no limite de 200 mV.

(clique para ampliar)

Um sensor de temperatura resistivo é um sensor de temperatura padrão com parâmetros R0 = 50 Ohm, a = 0,214 Ohm/°C. Para o conversor, a tensão Uin, correspondente à tensão de referência utilizada para este fim do estabilizador ADC interno, é igual a 3 V [2]. Como as medições de tensão são feitas em milivolts, da expressão (5) obtemos

R1 - 30000,214 - 50 = 592 ohms.

O balanceamento da ponte é realizado pelo resistor R5 com o resistor R = R3 = R0 conectado em vez do sensor.

Para determinar o valor dos resistores R1 e R2, recomenda-se medir o valor UBX de cada multímetro específico. As medições são realizadas conectando a entrada de medição do multímetro "V/Ω" ao terminal positivo da bateria. A segunda entrada (“inativa”) do multímetro permanece desconectada.

Deve-se notar que para aquele mostrado na Fig. 2 diagrama de conexão do decodificador, o multímetro exibe um sinal “-” para valores de temperatura positivos, e para temperaturas negativas, ao contrário, um sinal “+”. Este inconveniente pode ser eliminado usando uma fonte de alimentação externa bipolar estabilizada para o decodificador. Neste caso, o resistor R3 do decodificador é conectado ao ponto médio (fio comum) da fonte. Se não for necessária alta precisão de medição, para refletir corretamente o sinal da escala Celsius, basta alterar os pontos de conexão dos elementos R4 (Rt) e R3 (Fig. 2). O erro sistemático de medição neste caso será de cerca de 1 °C a 50 °C e ligeiramente superior a 3 °C a 100 °C.

Caso não exista um sensor padrão, você mesmo pode fabricá-lo de acordo com as recomendações [3], especificando a resistência dos resistores R1, R2, levando em consideração o coeficiente de sensibilidade de temperatura do material. No conversor, é aconselhável utilizar resistores de precisão C2-29 (ou análogos) de classificações mais próximas das séries E96 ou E192. Como último recurso, você pode usar o mesmo multímetro para selecionar resistores dielétricos de metal de instâncias de classificações semelhantes com resistências próximas aos valores calculados.

Literatura

Alekseenko A. G., Colombet E. A., Starodub G. I. Aplicação de microcircuitos analógicos de precisão. 2ª edição. - M.: Rádio e comunicação, 1985, p. 75, 76.
Biryukov S. Aplicação de ADC KR572PV5. - Rádio, 1998, nº 8, p. 62-65.
Homenkov N. Zverev A. Termômetro digital. - Rádio, 1985, n.º 1, p. 47-49.

Autor: B. Porokhnyavy, Krasnoyarsk

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