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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Stabilisateur thermique avec une large gamme. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques Cet appareil (contrairement à la plupart des autres décrits dans la littérature radioamateur) utilise un thermocouple comme capteur. Cela élargit considérablement le champ d'application du dispositif proposé. Il convient non seulement aux serres et aux magasins de légumes, mais également aux armoires de séchage et même aux fours électriques. Le stabilisateur maintient la température dans les limites spécifiées en allumant et éteignant le radiateur électrique. Le courant maximum de la charge commutée (chauffage) est de 0,1 A à une tension de 220 V et avec un interrupteur triac supplémentaire - 80 A. Plage de température contrôlée 0...500 °C avec un thermocouple Chromel-Copel ou 0.. 1200°C au chromel-alumel. La valeur actuelle de la température est affichée sur l'indicateur numérique LED. L'erreur de mesure ne dépasse pas 1,5 % de la limite supérieure de l'intervalle. La précision de la stabilisation thermique dépend en grande partie des caractéristiques thermiques de l'objet (chambre thermique et objets qu'elle contient) et de la position relative du thermocouple et du radiateur. Le schéma de principe de l'appareil est présenté sur la Fig. 1. La tension développée par le thermocouple VK1 et amplifiée par l'ampli opérationnel DA1.4 est fournie aux entrées de l'ampli opérationnel DA1.1 - DA1.3, qui servent de comparateurs. Leurs seuils de réponse sont fixés par des diviseurs de tension sur les résistances R1-R3, R7-R10. La résistance R2 définit le seuil de température en dessous duquel le chauffage EK1 doit être allumé. La différence de température entre l'allumage et l'extinction du radiateur est contrôlée par la résistance R8. À l'aide de la résistance R9, le seuil de fonctionnement du comparateur sur l'ampli-op DA1.3 est défini. Lorsque ce seuil est dépassé, le comparateur se déclenche, le transistor VT1 s'ouvre, de ce fait la LED HL1 s'allume, signalant une augmentation inacceptable de la température dans la zone contrôlée.
Les circuits VD2R14C2 et VD3R17C4 protègent les entrées du déclencheur DD1.1 de la tension négative aux sorties de l'ampli-op et du bruit. Selon l'état des comparateurs DA1.1 et DA1.2, la sortie 5 du trigger est mise à un niveau logique bas ou haut. Le deuxième déclencheur (DD1.2) sert à synchroniser les moments d'allumage et d'extinction du radiateur avec la tension de phase nulle du réseau, ce qui réduit considérablement les interférences créées par l'appareil. L'entrée C du déclencheur DD1.2 reçoit des impulsions générées à l'aide de l'optocoupleur U1 à partir de la tension de l'enroulement secondaire du transformateur de puissance T1. L'entrée de l'interrupteur sur le transistor VT9 est reliée à la sortie 1.2 du trigger DD2. Le circuit collecteur du transistor comprend une LED HL2 (signalant que le chauffage est allumé) et une LED de l'optocoupleur U2. L'interrupteur SA1 est utilisé pour forcer l'arrêt du chauffage. Le thyristor optocoupleur U2 est situé en diagonale dans le pont de diodes VD5 et commute la charge - radiateur électrique EK1. Naturellement, le courant consommé par le réchauffeur ne doit pas dépasser les valeurs admissibles pour le thyristor et le pont. Un réchauffeur plus puissant peut être connecté selon le circuit illustré à la Fig. 2.
Le Triac VS1 doit être équipé d'un dissipateur thermique. L'unité d'affichage de la température actuelle et de sa valeur de consigne est assemblée sur le microcircuit DA4 K572PV2 (analogue étranger - ILC7107), dont une description détaillée se trouve dans [1]. Le microcircuit est connecté selon un circuit standard, des indicateurs LED à sept éléments HG1-HG4 sont connectés à ses sorties. Si nécessaire, vous pouvez utiliser un indicateur à cristaux liquides en remplaçant la puce K572PV2 par une K572PV5, comme décrit par exemple dans [2]. Si le bouton SB1 n'est pas enfoncé, l'entrée 30 de DA4 reçoit une tension proportionnelle à la température actuelle de la sortie de l'ampli opérationnel DA1.4. Sinon, DA4 mesure une tension proportionnelle à la température d'enclenchement du chauffage réglée par les résistances R2 et R8. Le bloc d'alimentation se compose d'un transformateur T1 avec un pont redresseur de diodes VD1 et de deux régulateurs de tension intégrés - DA2 (+5 V) et DA3 (-5 V). La tension d'alimentation des circuits collecteurs des transistors VT1, VT2 n'est pas stabilisée. La puissance globale du transformateur T1 est de 5...10 W, l'enroulement secondaire est de 15...20 V avec une prise au milieu. L'appareil peut utiliser des résistances constantes MLT, des trimmers - SP5-2, variables (R2) - SPZ-45, des condensateurs K73-17 (C10, C12, C13), de l'oxyde - K50-35 ou leurs analogues étrangers, le reste - céramique, par exemple, KM-6. L'optocoupleur AOU115G peut être remplacé par ZOU1OZG Au lieu des indicateurs LED SA08-11HWA de Kingbright, d'autres avec une anode commune conviennent également, par exemple Paralight A-561SRD ou KLTs402V - KLTs402E. Dans la plage de température 0...1200 1 °C, du chromel-alumel prêt à l'emploi avec une sensibilité de 40,65 μV/C est utilisé comme thermocouple VK500. Si la température maximale ne dépasse pas 72,85 °C, le chromel-copel (2 μV/°C) convient également. Dans ce mode de réalisation, la valeur de la résistance R2,2 est réduite à XNUMX kOhm. S'il n'y en a pas, un thermocouple peut être fabriqué indépendamment en soudant par points les extrémités de morceaux de fil provenant des alliages appropriés et en connectant des fils de cuivre ordinaires jusqu'à plusieurs mètres de long à leurs extrémités opposées. Il n'est pas nécessaire de protéger ces fils, mais ils ne doivent pas être posés à proximité de circuits d'alimentation ou de fils transportant des courants haute fréquence et impulsionnels importants. Vous pouvez en savoir plus sur certaines caractéristiques de la conception et de l'application des thermocouples, par exemple dans [3]. La configuration de l'appareil consiste à régler les lectures correctes de l'indicateur LED avec la résistance d'ajustement R6 à la température minimale et avec la résistance R11 à la température maximale. Ces ajustements sont interdépendants et doivent être répétés plusieurs fois. Pour obtenir le gain de l'ampli-op DA1.1 requis pour le thermocouple Chromel-Copel, vous devrez réduire la valeur de la résistance R13. Enfin, la résistance R8 définit la différence de température requise entre l'allumage et l'extinction du radiateur, et la résistance R9 définit le seuil d'activation de l'alarme de surchauffe d'urgence. On sait que la FEM générée par un thermocouple est proportionnelle non pas aux valeurs absolues, mais à la différence de température entre ses jonctions « chaudes » et « froides ». Pour éliminer l'erreur supplémentaire provoquée par cela, il est nécessaire de s'assurer que la température de la jonction « froide » (non fonctionnelle) du thermocouple est constante ou de compenser ses changements. L'un des schémas possibles de l'unité de compensation est illustré à la Fig. 3.
La numérotation des pièces continue ce qui a été commencé dans les figures précédentes. Le microcircuit sensible à la température DA5 K1019EM1 [4] est placé à proximité immédiate de la soudure froide et, si possible, en contact thermique avec elle. Une partie de la tension de sortie du microcircuit DD1 s'ajoute à celle générée par le thermocouple VK1. Avec le rapport approprié des résistances R30 et R31, la tension à l'entrée de l'ampli-op DA1.4 dépendra uniquement de la température de la jonction « chaude ». littérature
Auteur : V.Tushnov
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