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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Termômetro digital. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor O dispositivo foi projetado para medição precisa da temperatura de vários objetos em uma ampla faixa e pode ser recomendado para uso tanto na vida cotidiana quanto na tecnologia. Ao contrário de dispositivos semelhantes publicados anteriormente, este termômetro usa um LSI da série K572, portanto, contém um número relativamente pequeno de elementos. O termômetro está pronto para uso imediatamente após a alimentação ser ligada. Mas, infelizmente, a falta de sensores seriais com baixa inércia de temperatura leva a uma duração significativa do processo de medição (cerca de cinco minutos), o que limita um pouco o escopo do termômetro. Principais características técnicas
O diagrama de blocos do termômetro digital é mostrado na Fig.1. Uma mudança na temperatura do objeto no qual o sensor de temperatura está localizado causa uma mudança na resistência do sensor, que no bloco E1 é convertida em uma mudança correspondente na tensão. O conversor U1 é alimentado pelo estabilizador de corrente G1. O sinal de saída do bloco E1 é amplificado pelo amplificador A1 e alimentado ao conversor analógico-digital (ADC) U2, em cuja saída é ligado o display digital H1, que exibe a temperatura atual do objeto.
O interruptor SB1 (ver diagrama esquemático) seleciona um dos sensores de temperatura RK1, RK2 instalados no objeto, cuja temperatura deve ser medida. O sensor está incluído em um dos braços da ponte de medição DC, feita em resistores de precisão R1 - R5. A precisão e linearidade das leituras do indicador dentro da temperatura medida são determinadas principalmente pela estabilidade da corrente que fornece a ponte de medição.
O estabilizador de corrente de alimentação da ponte é baseado no amplificador operacional DA1.2. O resistor Trimmer R11 permite alterar o valor da corrente de saída dentro de uma pequena faixa, o que possibilita alterar a inclinação da conversão da resistência do sensor de temperatura em tensão e fornece a configuração do limite superior da temperatura medida . O limite inferior é definido com um resistor de sintonia R1. A tensão da diagonal da ponte de medição, proporcional à temperatura, é amplificada por um amplificador diferencial feito no amplificador operacional DA1.1, e de sua saída é alimentada na entrada ADC. Os capacitores C1, C2, C4 servem para filtrar interferências. O ADC é implementado no LSI K572PV2A e opera com o princípio de dupla integração com autocorreção de "zero" e detecção automática da polaridade do sinal de entrada. O sinal que transporta informações sobre a temperatura atual do objeto selecionado é apresentado na saída ADC em uma forma conveniente para exibição com indicadores de sete elementos. Ele entra na placa, composto por três indicadores LED HG1 - HG3 e LED HL1. O LED acende em uma temperatura negativa do objeto medido. Para separar inteiros e décimos de grau, uma vírgula é exibida no indicador HG2. O termômetro é alimentado por uma rede de corrente alternada com tensão de 220 V através de um transformador T1. Para estabilizar a tensão de alimentação bipolar, são fornecidos estabilizadores paramétricos VD1R18 e VD2R19. A tensão de referência para o ADC e o estabilizador de corrente é obtida do divisor de tensão nos resistores R16, R17. Além disso, é filtrado pelo capacitor C12. Todos os elementos do termômetro digital são colocados em duas placas de circuito impresso (ver Fig. 3 e Fig. 4), interligadas por cantos. O dispositivo usa resistores fixos R2 - R5 - C2-29V-0,125: R18, R19 - MLT-0,5; aparadores - SPZ-38, o resto - MLT-0,125. Capacitores C1 - C5, C9 - K73-17-C7, C10, C11 - KT.1; C6, C8 - K10-7; C12-C 14 - K50-6. Para garantir a intercambialidade dos sensores de temperatura, mantendo a precisão especificada, foram usados conversores de temperatura de resistência comercialmente disponíveis ТСМ-6114 GOST 6651-72 com uma característica estática nominal gr.23. Na ausência de sensores padrão, você mesmo pode fazê-los. Para fazer isso, meça 619 cm de fio PETV com diâmetro de 0,05 mm. enrole-o bifilarmente em um mandril isolante, solde um fio flexível em uma extremidade do fio do sensor e dois dos mesmos fios no segundo. Você pode soldar o sensor diretamente nos condutores do cabo de alimentação. Cada sensor exigirá três condutores no cabo. Esta conexão permite compensar o erro de temperatura introduzido pelos condutores do cabo. Em seguida, é feito um case que possa funcionar no ambiente onde o sensor será instalado, nele é fixado um mandril com enrolamento e preenchido com resina epóxi. A resistência do sensor a uma temperatura de 20 °C deve ser de 57 Ohm. O transformador de potência para reduzir o tamanho é constituído por quatro circuitos magnéticos PL6,5X12,5x16 (secção cerca de 3 cm.kv). O enrolamento I contém 3000 voltas de fio PEV-2 0,08, II - 2X130 voltas de fio PEV-2 0,18, 111 - 70 voltas de fio PEV-2 0,4. No transformador de potência, é possível utilizar um circuito magnético diferente, porém, a altura da caixa do termômetro terá que ser aumentada. O microcircuito K157UD2 pode ser substituído pelo K140UD20 com os circuitos de correção correspondentes: K572PV2A - por KR572PV2A, mas o padrão dos condutores da placa de circuito impresso terá que ser alterado e, com um aumento no erro permitido para ± 0,3 ° C, você também pode usar K572PV2 com qualquer índice de letras. Um termômetro montado com precisão a partir de elementos bons conhecidos não requer ajuste, é necessário apenas estabelecer os limites da faixa medida. Para fazer isso, em vez do sensor, inclua seu equivalente (um resistor armazenado ou um resistor preciso). Primeiro, um resistor com resistência de 41,7 ohms é ligado e uma leitura de menos 1 ° C é definida no visor com o resistor R50; em seguida, substitua o resistor por outro, com valor nominal de 75,59 ohms, e o resistor R11 ajuste a leitura para mais 99,9 ° C. A operação de calibração deve ser repetida duas vezes. Se for necessário estender a faixa de temperatura medida em até 180°C, mais um indicador digital ALS324B deve ser conectado ao ADC. As restantes características técnicas do termómetro são preservadas. Autores: N.Khomenkov, A. Zverev, Orel; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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