Termometro con scala lineare. Schema, descrizione

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Termometro con scala lineare. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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

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L'utilizzo di un diodo a semiconduttore come sensore di temperatura ha permesso di ottenere una scala lineare di lettura della temperatura. La dipendenza della caduta di tensione attraverso il diodo dalla temperatura a una corrente di polarizzazione diretta fissa è lineare e per i diodi al silicio nell'intervallo di temperatura di -60...+ 100°C è 2...2,5 mV/°C.

Il termometro consente di misurare la temperatura nell'intervallo da 0 a +150°C con un errore non superiore a 0,3°C.

Termometro con scala lineare

La tensione ai capi del diodo V1 è impostata dalla corrente di polarizzazione determinata dal resistore R1. La variazione di tensione ai capi del diodo, proporzionale alla variazione di temperatura, viene misurata da un voltmetro CC realizzato sul microcircuito A1 secondo un circuito bilanciato (ingresso 1). All'altro ingresso del microcircuito viene fornita una tensione stabile di circa 0,5 V, creata da un generatore di corrente stabile su un transistor ad effetto di campo V2 e una sorgente di tensione di riferimento VS. Il transistor ad effetto di campo V4 viene utilizzato anche per stabilizzare la corrente consumata dal voltmetro, per cui una diminuzione della tensione di alimentazione a 7V non ha praticamente alcun effetto sulle letture del dispositivo.

Al variare della temperatura si verifica una tensione di squilibrio che viene registrata dal dispositivo indicatore RA. L'indicatore a freccia nel termometro - M265M. Il dispositivo è calibrato da due misure di temperatura. Il primo (0¦С - la temperatura della neve che si scioglie) corrisponde al segno zero della scala. La sonda termica con diodo V1 viene immersa nella neve in fusione e la resistenza R5 viene azzerata bilanciando il microcircuito. La seconda misurazione della temperatura, ad esempio 50¦С, viene eseguita in acqua riscaldata monitorandone la temperatura con un termometro di calibrazione. In questo caso, la posizione della freccia dell'indicatore viene impostata regolando il resistore R3.

Quando si misura una temperatura negativa, è necessario modificare la polarità dell'indicatore P1. Il resistore R7 crea una modalità di stabilizzazione termica del transistor ad effetto di campo V2, in cui la corrente di drain non dipende dalla temperatura ambiente. A differenza dei transistor bipolari, in cui la corrente di collettore aumenta con l'aumentare della temperatura, la corrente di drain dei transistor ad effetto di campo, a seconda della tensione al gate, può aumentare, diminuire o rimanere invariata con la temperatura.

Per trovare una modalità termicamente stabile di un transistor ad effetto di campo, è necessario misurare sperimentalmente le caratteristiche del drain-gate a diverse temperature. Per fare ciò, viene costruita una dipendenza grafica della corrente di drain dalla tensione di gate (rispetto alla sorgente), prima a temperatura ambiente, poi a temperatura elevata, riscaldando il transistor di diverse decine di gradi con una lampada di illuminazione. Quindi viene determinata la tensione di gate, alla quale le caratteristiche di drain-gate prese per diverse temperature si intersecano sui grafici. Il punto di intersezione delle caratteristiche è detto termicamente stabile.

Invece della tensione di gate, è possibile determinare la posizione del cursore del potenziometro R7, in cui le caratteristiche di drain-gate del transistor non dipendono dalla temperatura.

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