Estabilizador térmico no chip AD597. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O uso de um conversor de sinal de termopar AD597 [1] fabricado pela Analog Devices permite alcançar alta linearidade de medição de temperatura em uma ampla faixa de temperatura e usar indicação digital de temperatura sem correção adicional. O estabilizador térmico proposto permite medir a temperatura na faixa de -200...+200 °C, ajustá-la na faixa de 0...+200 °C e ler o valor em um display de cristal líquido de 3,5 dígitos .

Arroz. 1 (clique para ampliar)

O estabilizador térmico (Fig. 1) contém um termopar tipo K BK1 (ligas de níquel-cromo/níquel-alumínio (cromel/alumel)), seu conversor de sinal - um microcircuito DA8, um ADC integrador DD2, uma fonte de tensão de referência feita em um amplificador operacional DA6 e um conjunto de transistor DA4 [2], um comparador baseado no amplificador operacional DA7, circuitos de controle para triac VS1 e uma fonte de alimentação estabilizada.

O valor de temperatura necessário na faixa de 0...+200 °C é definido pelo resistor variável R20. Se necessário, este intervalo pode ser deslocado para a região de valores negativos de temperatura (será necessária uma fonte adicional de tensão de referência -1...-5 V, facilmente implementada com base na mostrada no diagrama ou feita em um microcircuito especializado) ou expandido sem violar a linearidade da escala do resistor, o que é importante ao contrário dos termoestabilizadores com sensor de temperatura baseado em termistor.

Uma característica do comparador usado baseado no amplificador operacional DA7 é a ausência de um circuito de histerese resistivo, que geralmente é de alta resistência e geralmente requer (para garantir limites de resposta especificados - desligar o comparador em um determinado valor de temperatura) seleção precisa da resistência do circuito. Com um amplo intervalo de controle, isso, por sua vez, leva à necessidade de utilização de um conjunto de resistores constantes e variáveis ​​​​de megaohm.

Quando a tensão na entrada inversora do amplificador operacional DA7 atinge o limite de operação (conforme a temperatura cai), uma tensão de polaridade positiva aparece em sua saída e o transistor VT1 abre. Como resultado, se o interruptor entrar em contato

SA1 estão fechados, o relé K1 é ativado. Com seus contatos K1.1, ele curto-circuita o resistor R4 no circuito do eletrodo de controle do triac VS1, como resultado abre e liga o aquecedor EK1, e com os contatos K1.2 inicia aquele -shot DA1, feito no temporizador integrado NE555N [3].

As saídas do one-shot e do comparador são conectadas à porta do transistor VT1 usando um circuito OR de diodo. A duração do pulso gerado pelo vibrador único é tз = 1,1R5*C9 = 1 s. Assim, quando o limite de resposta do comparador é atingido, o relé K1 é ligado pelo tempo tз e ocorre mais aquecimento até que o comparador opere de forma estável. No final de tz, se o comparador continuar em estado instável, o disparo único reinicia no primeiro fechamento dos contatos K1.2. Esta solução permite minimizar o ressalto do contato do relé quando o comparador está em estado instável.

Se necessário, a duração do pulso t3 pode ser escolhida de forma diferente, alterando assim os valores inferior e superior da temperatura do corpo ou objeto aquecido.

Quando a chave SA1 é movida para a posição mostrada no diagrama, o relé K1 e o triac VS1 são imediatamente desligados. Em série com o aquecedor, é necessário ligar um relé térmico de emergência (seus contatos estão indicados no diagrama como KK1.1), ajustado para a temperatura máxima permitida, cujo elemento sensível está localizado na região de maior temperatura do corpo ou objeto aquecido.

Para indicar a integridade da fonte de alimentação, são utilizados LEDs amarelos HL2, HL3, que também são utilizados para iluminar o display de cristal líquido HG1. O indicador de carga é o LED HL4 vermelho. O estado ativo da vírgula do terceiro dígito do display é garantido pela utilização do elemento lógico DD1.1 [4].

O dispositivo usa resistores fixos MLT e resistores de sintonia SP5-3. O resistor variável R20 é um resistor de fio de qualquer desenho com dependência linear da resistência do ângulo de rotação do motor, sendo permitido o uso de um multivoltas importado com contador de voltas na manivela. Os capacitores C1, C13, C15, C16-K73-17, C3, C4, C7-C10 são óxido K50-35 ou importados, os demais são KM-6. Relé K1 - chave reed intermediária RPG-2-2202U3 (tensão nominal - 12 V, consumo de energia - 0,3 W). Considerando as possíveis dificuldades em sua aquisição, recomendo fazer você mesmo esse relé baseado em duas chaves reed KEM-1 (ODO.360.037 TU).

Fig. 2

A bobina de um relé caseiro é enrolada com fio PEv-2 0,2 ​​(2400 voltas) em uma moldura (Fig. 2) feita de laminado de fibra de vidro com espessura de 1...1,5 mm. Após a montagem, as juntas de suas peças são coladas com um composto epóxi, cujo excesso, após o endurecimento, é removido com lima agulha. Bobina depois

Não é necessário preencher o enrolamento com composto, basta protegê-lo externamente com pano envernizado. Os interruptores Reed são colocados dentro da estrutura. Eles devem caber livremente, é necessário evitar a ocorrência de tensões mecânicas em seus alojamentos e cargas de choque durante a instalação e operação. O relé finalizado é colocado em uma caixa de poliestireno. É permitido usar um tubo termorretrátil de diâmetro adequado, que deve cobrir bem as bochechas da moldura.

Os elementos do dispositivo são montados em três placas de circuito impresso. O primeiro contém todos os circuitos integrados (os terminais de entrada dos elementos não utilizados do microcircuito DD1 são conectados a um fio comum), com exceção dos estabilizadores de tensão; o segundo contém o transformador de potência T1, fusíveis FU1, FU2, estabilizadores integrados DA2, DA3 , DA5 e triac VS1 (com dissipadores de calor separados cada), relé K1 e lâmpada neon HL1, no terceiro - elementos de indicação e controle. Para simplificar a instalação e manutenção do dispositivo durante a operação, a primeira placa é conectada à terceira por meio de um chicote e um conector de 26 pinos: um plugue PBD-26 de duas carreiras (com passo de contato de 2,54 mm) é instalado no primeiro, e a peça correspondente é um soquete BLD-26 - montado no chicote elétrico vindo do terceiro. Uma parte de uma tomada embutida de 1 A - 16 V com base cerâmica é usada como conector para conectar a carga X250.

O estabilizador térmico é montado em uma caixa plástica modificada para projetos de rádio amador de tamanho padrão G010 (95x135x45 mm) fabricado pela Kemo Germane GmbH. A modificação consistiu em aumentar o tamanho de 45 mm para 115 mm inserindo duas placas de 70x135 mm de folha de vidro orgânico com 3 mm de espessura entre as metades do corpo. As duas primeiras placas são instaladas nos locais designados das metades do gabinete, a terceira - na parte frontal e todos os conectores - na parte traseira. Na Fig. 3 o dispositivo é mostrado de frente (com a tampa superior removida e o painel frontal transparente), e na Fig. 4 - atrás.

Fig. 3

Fig. 4

A configuração do dispositivo se resume a definir a frequência do gerador de clock embutido do microcircuito DD2 (40 kHz) usando o resistor de ajuste R28 e a tensão de referência Urev = 1,000 V em seu pino 36 usando o resistor de ajuste R12.

Literatura

1. Condicionador de termopar e controlador de ponto de ajuste AD596*/AD597*.-
2. Horowitz P., Hill W. A arte do design de circuitos. Em 2 volumes. 3ª edição. estereotipado. Tradução do inglês Editado por MV Galperin. - M.: Mundo, 1986.
3. Kolombet E. A. Timers. - M.: Rádio e comunicação, 1983.
4. Biryukov S. Aplicação de ADC KR572PV5. - Rádio, 1998, nº 8, p. 62-65.

Autor: D. Molokov

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