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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Thermomètre digital. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques Grâce à cet appareil, vous pouvez mesurer la température dans les entrepôts de légumes et de céréales, dans la pièce et dans la rue, et en plaçant des capteurs dans la ruche, vous pouvez obtenir des informations supplémentaires sur l'état de la colonie d'abeilles pendant la période d'hivernage, pour lesquelles , en fait, le thermomètre a été développé. Les limites de mesure du thermomètre sont de +50...-50°C. Précision de mesure - 0,3°C (selon la classe du microampèremètre utilisé). Le capteur est une diode D223, qui est reliée par un fil blindé (via un connecteur en ruban monté sur la paroi arrière de la ruche) à un thermomètre électronique. Considérons un schéma simplifié de l'appareil (Fig. 1).
Le capteur de température (c'est-à-dire l'élément sensible à la température) est une diode au silicium. À température ambiante, un courant de 1... 2 mA traverse une diode ouverte, la chute de tension est généralement de 600 mV. À mesure que la température de l’air augmente, la tension aux bornes de la diode diminue linéairement de 2,2 mV pour chaque degré Celsius. Cette dépendance est clairement conservée dans la plage de 0 à 100°C. Un microampèremètre sensible avec un zéro au milieu de l'échelle, connecté aux diodes du capteur via un circuit en pont, est utilisé comme indicateur de température. Le pont est considéré comme équilibré si la tension aux points A et B est la même. Lorsque les diodes D1 et D2, qui sont des capteurs de température, sont chauffées, la chute de tension à leurs bornes diminue. Dans ce cas, l'équilibre du pont est perturbé et la valeur numérique du déséquilibre est indiquée par la flèche du dispositif PA1. Configuration et calibrage Après avoir préalablement éteint l'appareil PA1, mettez sous tension et vérifiez la tension relative « - » aux points A et B. Elles doivent être égales entre elles et être comprises entre 1... 1,2 V. Si la tension au point B est égale à la tension d'alimentation (4,5, XNUMX V), cela signifie que les diodes sont mal connectées, leur polarité doit être inversée. Si la différence de tension aux points A et B est faible, elle est égalisée avec la résistance d'ajustement R4. Après avoir obtenu un résultat satisfaisant, définissez la résistance minimale de la résistance R3, connectez le dispositif pointeur au circuit et mettez sous tension. Ensuite, la résistance R4 règle l'aiguille de l'instrument à 20°C (ou à une autre température ambiante), en surveillant la température de l'air avec un thermomètre à mercure. Ensuite, pincez les diodes de mesure avec vos doigts et regardez la flèche. Il doit dévier doucement vers la droite et s'arrêter à environ 30°C. Si la flèche se déplace vers la gauche, vous devez inverser la polarité de l'alimentation de l'appareil. Le thermomètre est calibré en deux points : au début et à la fin de l'échelle. Pour calibrer le point de départ, utilisez un récipient de glace fondante extrait du compartiment congélateur du réfrigérateur. La température de fonte de la glace est de 0°C. Le réglage s'effectue avec la résistance R5. Ensuite le capteur de température (diodes) est immergé dans de l'eau dont la température est de 50°C. Dans ce cas, le réglage s'effectue à l'aide de la résistance R3. Pour plus de fiabilité, l'étalonnage des deux points d'échelle est effectué 3 fois, en surveillant la température des points 0°C et 50°C avec un thermomètre à mercure. Un schéma d'un thermomètre plus précis et plus pratique est présenté sur la figure 2.
Il est alimenté par une seule cellule galvanique de 1,5 V, ce qui est important, et est conçu pour mesurer la température en différents points de la ruche, ce qui fournit des informations sur l'état de la colonie d'abeilles. La diode D-223 ou, si nécessaire, un groupe de diodes est utilisé comme capteurs. Ils peuvent être regroupés sur un bus plat en fibre de verre ou regroupés sur un fil, qui est un fil commun, ainsi que sur des paires de fils distinctes pour obtenir des informations en des points espacés de la distance requise. Dans ce cas, il faut tenir compte du fait que la résistance du bras AO (résistance R2 + la résistance de la ou des diodes D-223) doit être égale à la résistance du bras OB (résistance R10 + la résistance du tondeuse R11). Si une diode est utilisée comme capteur D, la résistance R10 est d'environ 3.9 kOhm, si trois diodes D223 font environ 5,9 kOhm. Cela est dû au fait que la résistance de la diode D223 est de 720...725 Ohms pour un courant traversant la diode égal à Ipr-0,4 mA et de 16 Ohms pour un courant de 50 mA. Le thermomètre est un pont équilibré dont la diagonale comprend un amplificateur paraphase avec une sortie symétrique vers l'indicateur. Le bras de pont AO comprend une résistance de jonction en silicium, qui est un capteur de température. Le pont est constitué des résistances R1, R2, R9, R10, du trimmer R11 et de la résistance de la jonction silicium de la diode D1. L'amplificateur paraphase est monté sur les transistors VT1 et VT2 de type KTZ15, KT342. Il est souhaitable que les triodes soient sélectionnées en fonction du gain. La charge des circuits collecteurs est constituée des résistances R3 et R7. La résistance R6 est une résistance de couplage d'émetteur commun, et R4, R8 et R5 sont des éléments permettant de régler la sensibilité des cascades. Le trimmer shunt R5 détermine la sensibilité de l'appareil. Les bases des transistors sont bloquées par les condensateurs C1 et C2, inclus dans la diagonale du pont. Un microampèremètre avec une plage de mesure de 50-0-50 μA est connecté entre les collecteurs triodes. L'alimentation est fournie à partir d'un élément de 1,5 V via une résistance variable d'extinction R14. réglage 1. Réglez l'alimentation sur 1,3 V à l'aide de R14. 2. Fermez les bases (l'écart de la flèche par rapport à « 0 » est autorisé par division +1). Si la flèche s'écarte de plus d'une division, les résistances R3 et R7 doivent être sélectionnées. 3. Ouvrez les bases VT1 et VT2. Abaissez le capteur dans l'eau avec de la neige ou de la glace et réglez-le sur « 0 » à l'aide du trimmer R11 - La température de l'eau est contrôlée par un thermomètre à mercure. 4. Placez le capteur dans de l'eau à une température de 50°C. Si les lectures du microampèremètre ne correspondent pas au repère 50, la flèche doit être réglée sur ce repère à l'aide de la résistance R5. 5. Abaissez le capteur dans un environnement à température nulle et vérifiez si la flèche est réglée sur zéro. Sinon, ajustez R11. 6. Vérifiez à nouveau les lectures PA1 en plongeant le capteur dans de l'eau à une température de 50 °C. Pour contrôler l'alimentation 1,3 V, vous devez connecter un microampèremètre au circuit de commande en appuyant sur le bouton SI - P2K, puis utiliser la résistance d'ajustement R14 pour régler la tension souhaitée. Le voltmètre est calibré à l'aide de R13 entre 0...5 V lors de la déconnexion du thermomètre de l'alimentation électrique et de la comparaison de ses lectures avec un voltmètre standard à cette échelle (0...5 V), résistance R12 = 100k, car R=U/I=5/0,05=100 k. Les diodes ont une grande variation de résistance, elles doivent donc être sélectionnées. Tout d’abord, on en sélectionne un dont la résistance est la plus élevée à température ambiante. Il est sélectionné à l'aide d'un voltmètre-multimètre numérique de type V7-20 ou similaire, car il est difficile de trouver une diode avec la résistance la plus élevée avec un testeur, et un voltmètre permet de mesurer la chute de tension aux bornes de la diode à un courant donné . Ce capteur sera celui de contrôle. Par rapport à cela, des résistances supplémentaires (poids supplémentaires) sont sélectionnées pour d'autres diodes (Fig. 3).
Les fils sont soudés aux bornes des diodes afin que les diodes puissent être plongées dans l'eau dont la température est constamment surveillée avec un thermomètre à mercure. A l'aide du commutateur S4, la diode de référence (par laquelle le thermomètre électrique a été réglé) et le sujet de test sont alternativement connectés au thermomètre électrique. La résistance d'ajustement R1 obtient les mêmes lectures du microampèremètre PA1. Ensuite, à l'aide d'un testeur ou d'un multimètre pour mesurer la résistance du trimmer R1 avec les diodes éteintes, déterminez la valeur de la résistance de maquillage - une résistance constante qui est soudée en série avec la diode testée. Les poids de compensation pour les autres diodes du capteur sont sélectionnés de la même manière. Des diodes sélectionnées (avec poids de fortune) sont installées aux points requis dans les ruches et connectées via un connecteur au thermomètre. Le blindage filaire est connecté au bus négatif, le noyau central est connecté à R2 du thermomètre. Le thermomètre peut également être utilisé dans d’autres secteurs de l’agriculture. Auteur : A. Kukharenko, Grodno, Biélorussie
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