Thermomètre digital. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'appareil est conçu pour une mesure précise de la température de divers objets sur une large plage et peut être recommandé pour une utilisation à la fois dans la vie quotidienne et dans la technologie. Contrairement aux appareils similaires publiés précédemment, ce thermomètre utilise un LSI de la série K572, il contient donc un nombre relativement faible d'éléments. Le thermomètre est prêt à l'emploi immédiatement après la mise sous tension. Mais, malheureusement, l'absence de capteurs série à faible inertie de température entraîne une durée importante du processus de mesure (environ cinq minutes), ce qui limite quelque peu la portée du thermomètre.

Principales caractéristiques techniques

Le schéma fonctionnel du thermomètre numérique est illustré à la Fig.1. Un changement de la température de l'objet dans lequel se trouve le capteur de température provoque un changement de la résistance du capteur, qui dans le bloc E1 est converti en un changement correspondant de tension. Le convertisseur U1 est alimenté par le stabilisateur de courant G1. Le signal de sortie de l'unité E1 est amplifié par l'amplificateur A1 et envoyé au convertisseur analogique-numérique (ADC) U2, à la sortie duquel l'unité d'affichage numérique H1 est allumée, qui affiche la température actuelle de l'appareil surveillé. objet.

Schéma structurel

L'interrupteur SB1 (voir schéma de principe) sélectionne l'un des capteurs de température RK1, RK2 installés sur l'objet dont la température doit être mesurée. Le capteur est inclus dans l'un des bras du pont de mesure DC, réalisé sur des résistances de précision R1 - R5. La précision et la linéarité des lectures de l'indicateur dans la température mesurée sont principalement déterminées par la stabilité du courant alimentant le pont de mesure.

Schéma de principe (cliquez pour agrandir)

Le stabilisateur de courant d'alimentation du pont est basé sur l'amplificateur opérationnel DA1.2. La résistance ajustable R11 vous permet de modifier la valeur du courant de sortie dans une petite plage, ce qui permet de modifier la pente de la conversion de la résistance du capteur de température en tension et permet de régler la limite supérieure de la température mesurée . La limite inférieure est fixée par une résistance d'accord R1.

La tension de la diagonale du pont de mesure, proportionnelle à la température, est amplifiée par un amplificateur différentiel basé sur l'amplificateur opérationnel DA1.1, et de sa sortie est envoyée à l'entrée de l'ADC. Les condensateurs C1, C2, C4 servent à filtrer les parasites.

L'ADC est implémenté sur le LSI K572PV2A et fonctionne sur le principe de la double intégration avec auto-correction du "zéro" et détection automatique de la polarité du signal d'entrée. Le signal portant des informations sur la température actuelle de l'objet sélectionné est présenté à la sortie ADC sous une forme pratique pour l'affichage avec des indicateurs à sept éléments. Il entre dans le tableau composé de trois voyants LED HG1 - HG3 et LED HL1.

La LED s'allume à une température négative de l'objet mesuré. Pour séparer les nombres entiers et les dixièmes de degré, une virgule est affichée sur l'indicateur HG2.

Le thermomètre est alimenté par un réseau de courant alternatif avec une tension de 220 V à travers un transformateur T1. Pour stabiliser la tension d'alimentation bipolaire, des stabilisateurs paramétriques VD1R18 et VD2R19 sont fournis. L'exemple de tension pour l'ADC et le stabilisateur de courant est tiré du diviseur de tension sur les résistances R16, R17. Il est en outre filtré par le condensateur C12.

Tous les éléments du thermomètre numérique sont placés sur deux circuits imprimés (voir Fig. 3 et Fig. 4), interconnectés par des coins.

Dessin de la carte principale

Dessin de planche supplémentaire

L'appareil utilise des résistances fixes R2 - R5 - C2-29V-0,125 : R18, R19 - MLT-0,5 ; tondeuses - SPZ-38, le reste - MLT-0,125. Condensateurs C1 - C5, C9 - K73-17-C7, C10, C11 - KT.1 ; C6, C8 - K10-7 ; C12-C14 - K50-6.

Pour assurer l'interchangeabilité des capteurs de température tout en maintenant la précision spécifiée, des convertisseurs de température à résistance disponibles dans le commerce ТСМ-6114 GOST 6651-72 avec une caractéristique statique nominale gr.23 ont été utilisés. En l'absence de capteurs standard, vous pouvez les fabriquer vous-même. Pour ce faire, mesurez 619 cm de fil PETV d'un diamètre de 0,05 mm. enroulez-le de manière bifilaire sur un mandrin isolant, soudez un fil flexible à une extrémité du fil du capteur et deux des mêmes fils à la seconde.

Il est possible de souder le capteur directement sur les conducteurs du câble d'alimentation. Chaque capteur nécessitera trois conducteurs dans le câble. Cette connexion permet de compenser l'erreur de température introduite par les conducteurs du câble.

Ensuite, un boîtier est fabriqué qui peut fonctionner dans l'environnement où le capteur sera installé, un mandrin avec un enroulement y est fixé et rempli de résine époxy. La résistance du capteur à une température de 20 °C doit être de 57 Ohm.

Le transformateur de puissance pour réduire l'encombrement est constitué de quatre circuits magnétiques PL6,5X12,5x16 (section environ 3 cm.kv). L'enroulement I contient 3000 tours de fil PEV-2 0,08, II - 2X130 tours de fil PEV-2 0,18, 111 - 70 tours de fil PEV-2 0,4. Dans le transformateur de puissance, il est possible d'utiliser un circuit magnétique différent, cependant, la hauteur du boîtier du thermomètre devra être augmentée.

Le microcircuit K157UD2 peut être remplacé par K140UD20 avec les circuits de correction correspondants: K572PV2A - avec KR572PV2A, mais le schéma des conducteurs de la carte de circuit imprimé devra être modifié, et avec une augmentation de l'erreur tolérée à ± 0,3 ° C, vous pouvez utilisez également K572PV2 avec n'importe quel index de lettres.

Un thermomètre assemblé avec précision à partir d'éléments bons connus ne nécessite pas de réglage, il suffit d'établir les limites de la plage de mesure. Pour ce faire, à la place du capteur, incluez son équivalent (un magasin de résistance ou une résistance précise). Tout d'abord, une résistance d'une résistance de 41,7 ohms est activée et une lecture de moins 1 ° C est définie sur l'écran avec la résistance R50; puis remplacez la résistance par une autre, avec une valeur nominale de 75,59 ohms, et la résistance R11 règle la lecture à plus 99,9 ° C. L'opération d'étalonnage doit être répétée deux fois.

S'il est nécessaire d'étendre la plage de température mesurée jusqu'à 180°C, un autre indicateur numérique ALS324B doit être connecté à l'ADC. Les autres caractéristiques techniques du thermomètre sont conservées.

Auteurs : N. Khomenkov, A. Zverev, Orel ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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