termostato stabile. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore

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Un'ampia varietà di sensori viene utilizzata nei dispositivi di controllo automatico della temperatura: dai più semplici contattori termici al mercurio TK e TPK ai microcircuiti specializzati. Ma se è necessario mantenere una data temperatura con elevata precisione per intervalli di tempo che vanno da giorni a decine di anni, la stabilità richiesta è assicurata solo da dispositivi basati su risonatori al quarzo sensibili alla temperatura con successiva conversione di una frequenza dipendente dalla temperatura in una frequenza segnale di controllo per riscaldatori o raffreddatori della camera termica.

Lo schema di un convertitore temperatura-frequenza auto-oscillante al quarzo (CAPTCH) è mostrato in Fig. 1.

Un risonatore seriale al quarzo sensibile alla temperatura viene utilizzato per tagliare la PN ad una frequenza di 5 MHz con una caratteristica lineare temperatura-frequenza e un coefficiente di temperatura di 185 Hz/°C [1]. Può essere sostituito dal risonatore termosensibile RK-112, prodotto da uno stabilimento nella città di Volzhsky, regione di Volgograd, contenente una piastra piezoelettrica di interruzione ухbI/10° 54'/9° 45'51''.

Il CAPTCH è realizzato sotto forma di un'unità indipendente situata all'interno della camera termica, collegata all'unità principale del termostato tramite un cavo coassiale. La tensione di alimentazione viene fornita al generatore tramite il cavo e viene ricevuto un segnale in funzione della temperatura del risonatore al quarzo ZQ1 frequenza f(T)=5000000+185T, dove f è la frequenza, Hz; T - temperatura, °C.

Il blocco principale del termostato è costruito secondo lo schema mostrato in fig. 2.

Il resistore R2 funge da carico per il CAPTCH. Successivamente, il segnale di frequenza dipendente dalla temperatura, attraverso un amplificatore shaper sul transistor VT2 e sull'elemento DD1.3, viene fornito all'ingresso C del secondo trigger del microcircuito DD2. Un ingresso simile del suo primo trigger riceve un segnale di frequenza standard da un generatore basato sugli elementi DD1.1, DD1.2 con un risuonatore al quarzo termicamente stabile ZQ1 cutoff AT.

Il rilevatore di fase-frequenza [2] è costituito da due trigger del microcircuito DD2, un elemento DD1.4, resistori R9, R11, diodi VD2, VD3 e condensatore C5. La sua tensione di uscita è logicamente bassa se la frequenza dipendente dalla temperatura è superiore alla frequenza di riferimento e alta se è inferiore. Un livello di tensione intermedio è possibile solo se le frequenze sono esattamente uguali, cosa che nella pratica non avviene, poiché le oscillazioni dei generatori non sono sincrone.

Quando il livello di uscita del rilevatore di frequenza è alto, i transistor VT4 e VT5 si aprono, fornendo tensione al riscaldatore installato nella camera termica. Contemporaneamente si accende il LED HL1.

Attraverso un inseguitore di emettitore sul transistor VT3, un segnale di frequenza dipendente dalla temperatura può essere fornito a un frequenzimetro elettronico. Il diodo Zener VD1 con il transistor VT1 forma un regolatore di tensione per la tensione di alimentazione dei microcircuiti.

Quando si imposta il termostato, selezionare prima il resistore R3, ottenendo una forma di impulso simmetrica all'uscita dell'elemento DD1.3. La capacità del condensatore C3 è scelta in modo tale che ad una data temperatura la frequenza di riferimento sia uguale a quella dipendente dalla temperatura generata dal CAPTCH.

Lo stabilizzatore termico viene utilizzato presso lo stand di certificazione dei termometri digitali elettronici medicali. La camera termica del supporto ha un volume di 60 cm3, le sue pareti sono in plastica espansa di 30 mm di spessore. Il riscaldatore è costituito da due resistori MLT-2 da 56 Ohm collegati in parallelo.

Dopo 45 minuti dall'accensione la temperatura nella camera viene impostata e mantenuta a 40 °C. I test hanno dimostrato che la deviazione della temperatura di stabilizzazione non supera 0,005 °C per una variazione di un grado della temperatura del modello di risonatore (ZQ1 in Fig. 2) e 0,02 °C all'anno. Pertanto, per cinque anni in cui il dispositivo viene utilizzato in condizioni ambientali, l'errore nel mantenimento della temperatura nella camera non supererà 0,1 °C.

Letteratura

1. Malov V. Sensori piezoelettrici. - M.: Energoatomizdat, 1989.
2. Levin V., Malinovsky V., Romanov S. Sintetizzatori di frequenza con un sistema ad anello ad impulso a fase bloccata. - M.: Radio e comunicazione, 1989.

Autore: V.Solodovnik, M.Cheban

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