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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Stabilisateur thermique sur la puce AD597. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure L'utilisation d'un convertisseur de signal thermocouple AD597 [1] fabriqué par Analog Devices permet d'obtenir une linéarité élevée de la mesure de la température sur une large plage de température et d'utiliser une indication numérique de la température sans correction supplémentaire. Le stabilisateur thermique proposé vous permet de mesurer la température dans la plage de -200...+200 °C, de l'ajuster dans la plage de 0...+200 °C et de lire la valeur sur un écran à cristaux liquides à 3,5 chiffres. .
Le stabilisateur thermique (Fig. 1) contient un thermocouple de type K BK1 (alliages nickel-chrome/nickel-aluminium (chromel/alumel)), son convertisseur de signal - un microcircuit DA8, un CAN intégrateur DD2, une source de tension de référence réalisée sur un ampli opérationnel DA6 et un assemblage de transistors DA4 [2], un comparateur basé sur l'ampli opérationnel DA7, des circuits de commande pour le triac VS1 et une alimentation stabilisée. La valeur de température requise dans la plage 0...+200 °C est réglée par la résistance variable R20. Si nécessaire, cet intervalle peut être décalé vers la région des valeurs de température négatives (une source supplémentaire de tension de référence -1...-5 V sera nécessaire, facilement mise en œuvre sur la base de celle montrée dans le schéma ou réalisée sur un microcircuit spécialisé) ou étendu sans violer la linéarité de l'échelle des résistances, ce qui est important contrairement aux thermostabilisateurs dotés d'un capteur de température basé sur une thermistance. Une caractéristique du comparateur utilisé basé sur l'ampli opérationnel DA7 est l'absence d'un circuit à hystérésis résistif, qui est généralement à haute résistance et nécessite généralement (pour garantir des seuils de réponse spécifiés - éteindre le comparateur à une valeur de température donnée) une sélection précise de la résistance du circuit. Avec un intervalle de contrôle large, cela conduit à son tour à la nécessité d'utiliser un ensemble de résistances constantes et variables en mégaohm. Lorsque la tension à l'entrée inverseuse de l'ampli-op DA7 atteint le seuil de fonctionnement (lorsque la température baisse), une tension de polarité positive apparaît à sa sortie et le transistor VT1 s'ouvre. En conséquence, si le commutateur entre en contact SA1 sont fermés, le relais K1 est activé. Avec ses contacts K1.1, il court-circuite la résistance R4 dans le circuit de l'électrode de commande du triac VS1, à la suite de quoi il ouvre et allume le radiateur EK1, et avec les contacts K1.2 il démarre celui -shot DA1, réalisé sur le timer intégré NE555N [3]. Les sorties du one-shot et du comparateur sont connectées à la grille du transistor VT1 à l'aide d'un circuit OU à diode. La durée de l'impulsion générée par le vibrateur unique tz = 1,1R5*C9 = 1 s. Ainsi, lorsque le seuil de réponse du comparateur est atteint, le relais K1 est activé pendant le temps tз et un chauffage supplémentaire se produit jusqu'à ce que le comparateur fonctionne de manière stable. A la fin de tz, si le comparateur continue à être dans un état instable, le one-shot redémarre à la première fermeture des contacts K1.2. Cette solution permet de minimiser le rebond des contacts du relais lorsque le comparateur est dans un état instable. La durée de l'impulsion t3, si nécessaire, vous pouvez en choisir une autre, modifiant ainsi les valeurs inférieure et supérieure de la température du corps ou de l'objet chauffé. Lorsque l'interrupteur SA1 est déplacé vers la position indiquée sur le schéma, le relais K1 et le triac VS1 sont immédiatement désactivés. En série avec le radiateur, il est nécessaire d'allumer le relais thermique de secours (ses contacts sont indiqués dans le schéma par KK1.1), réglé sur la température maximale admissible, dont l'élément sensible est situé dans la région la plus élevée température du corps ou de l'objet chauffé. Pour indiquer l'état de l'alimentation, des LED jaunes HL2, HL3 sont utilisées, qui servent également à rétroéclairer l'écran à cristaux liquides HG1. L'indicateur de charge est la LED rouge HL4. L'état actif de la virgule du troisième chiffre de l'afficheur est assuré par l'utilisation de l'élément logique DD1.1 [4]. L'appareil utilise des résistances fixes MLT et des trimmers SP5-3. Résistance variable R20 - fil de toute conception avec une dépendance linéaire de la résistance sur l'angle de rotation du moteur, il est permis d'utiliser un multitour importé avec un compte-tours sur la poignée. Condensateurs C1, C13, C15, C16-K73-17, C3, C4, C7-C10 - oxyde K50-35 ou importé, le reste - KM-6. Relais K1 - interrupteur à lames intermédiaire RPG-2-2202U3 (tension nominale - 12 V, consommation électrique - 0,3 W). Compte tenu des éventuelles difficultés liées à son acquisition, je recommande de réaliser soi-même un tel relais à base de deux interrupteurs Reed KEM-1 (ODO.360.037 TU).
La bobine de relais faite maison est enroulée avec du fil PEv-2 0,2 (2400 tours) sur un cadre (Fig. 2) en stratifié de fibre de verre d'une épaisseur de 1...1,5 mm. Après assemblage, les joints de ses pièces sont collés avec une composition époxy dont l'excédent, après durcissement, est enlevé à l'aide d'une lime aiguille. Bobine après Il n'est pas nécessaire de remplir le bobinage de pâte, il suffit de le protéger de l'extérieur avec un tissu verni. Les interrupteurs Reed sont placés à l’intérieur du cadre. Ils doivent s'y installer librement, il est nécessaire d'éviter l'apparition de contraintes mécaniques dans leurs boîtiers et de chocs lors de l'installation et du fonctionnement. Le relais fini est placé dans un étui en polystyrène. Il est permis d'utiliser un tube thermorétractable d'un diamètre approprié, il doit recouvrir étroitement les joues du cadre. Les éléments de l'appareil sont montés sur trois circuits imprimés. Le premier contient tous les circuits intégrés (les broches d'entrée des éléments inutilisés du microcircuit DD1 sont connectées à un fil commun), à l'exception des stabilisateurs de tension ; le second contient le transformateur de puissance T1, les fusibles FU1, FU2, les stabilisateurs intégrés DA2, DA3 , DA5 et triac VS1 (avec dissipateurs thermiques séparés chacun), relais K1 et lampe néon HL1, sur le troisième - éléments d'indication et de commande. Pour simplifier l'installation et la maintenance de l'appareil pendant le fonctionnement, la première carte est connectée à la troisième à l'aide d'un faisceau et d'un connecteur 26 broches : une fiche PBD-26 double rangée (avec un pas de contact de 2,54 mm) est installée sur la premier, et la pièce d'accouplement est une prise BLD-26 - montée sur le faisceau de câbles provenant du troisième. Une partie d'une prise intégrée 1 A - 16 V avec une base en céramique est utilisée comme connecteur pour connecter la charge X250. Le stabilisateur de température est assemblé dans un boîtier en plastique modifié pour structures radioamateurs de taille G010 (95x135x45 mm) fabriqué par Kemo Germanet GmbH. La modification consistait à augmenter la taille de 45 mm à 115 mm en insérant deux plaques mesurant 70x135 mm en feuille de verre organique de 3 mm d'épaisseur entre les moitiés du corps. Les deux premières cartes sont installées aux endroits désignés des moitiés du boîtier, la troisième - dans sa partie avant et tous les connecteurs - à l'arrière. Sur la fig. 3, l'appareil est représenté de face (avec le capot supérieur retiré et le panneau avant transparent), et sur la Fig. 4 - derrière.
La configuration de l'appareil revient à régler la fréquence du générateur d'horloge intégré du microcircuit DD2 (40 kHz) à l'aide de la résistance d'ajustement R28 et la tension de référence Urev = 1,000 36 V sur sa broche 12 à l'aide de la résistance d'ajustement RXNUMX. littérature
Auteur : D. Molokov
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