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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Sensore di surriscaldamento, 60°C per 10 secondi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Indicatori, rivelatori, metal detector Il dispositivo descritto è un convertitore ad azione discreta temperatura-frequenza. Per struttura, questo è un autogeneratore, il cui circuito di feedback positivo contiene una linea di comunicazione ad ultrasuoni con un elemento sensibile incluso in essa. Servono come una miccia auto-ripristinante in polimero. A causa della dipendenza dalla temperatura non solo delle proprietà elettriche, ma anche acustiche di un tale fusibile, la frequenza di oscillazione dell'oscillatore cambia. Il sensore è progettato per funzionare come parte di dispositivi per il controllo della tolleranza alla temperatura di oggetti situati in ambienti esplosivi, ma può essere utilizzato anche in altri sistemi simili, ad esempio nei dispositivi di allarme antincendio di emergenza. Poiché il collegamento dell'elemento sensibile con l'unità elettronica è acustico, si esclude il flusso di corrente nel circuito di misura e la possibilità di scintille nella zona controllata. Principali caratteristiche tecniche Temperatura di risposta, °С, non superiore a…60
Il dispositivo è costituito da un elemento sensibile incluso nella rottura della guida sonora, che forma una linea di comunicazione ultrasonica tra i trasduttori piezoelettrici emettitori e riceventi, un amplificatore di potenza, un preamplificatore e un circuito di feedback che collega l'uscita del preamplificatore all'ingresso del amplificatore di potenza. Il trasduttore radiante eccita le onde acustiche nella guida sonora, che passano attraverso l'elemento sensibile e raggiungono il trasduttore ricevente, che le converte in un segnale elettrico. Questo segnale, amplificato dal preamplificatore, viene inviato attraverso il circuito di feedback all'ingresso dell'amplificatore di potenza. Come risultato del feedback positivo, nel sistema si verificano auto-oscillazioni. L'elemento sensibile del sensore è costituito da un materiale la cui impedenza acustica cambia bruscamente ad una certa temperatura. Di conseguenza, si verifica un brusco cambiamento nella frequenza di oscillazione, che funge da segnale di surriscaldamento. Dopo che la causa del surriscaldamento è stata eliminata, la temperatura dell'elemento sensibile diminuisce, la resistenza acustica della linea di comunicazione e la frequenza di oscillazione torna ai valori originali: il sensore è nuovamente pronto per il funzionamento. Il circuito del sensore è mostrato in fig. uno.
Un amplificatore di potenza è realizzato utilizzando transistor VT1-VT4. Il suo guadagno di tensione è determinato dal rapporto tra le resistenze dei resistori R6 e R4. Il trasduttore piezoelettrico emittente BQ1 è collegato all'uscita dell'amplificatore; è collegato acusticamente al trasduttore piezoelettrico ricevente VM1 attraverso la guida sonora e l'elemento sensibile BK1. I condensatori C1 e C4 sono condensatori di separazione. I diodi VD1 e VD2 impostano la tensione di polarizzazione dei transistor VT3 e VT4. L'amplificatore di potenza è alimentato da un regolatore di tensione da 20 V sul chip DA1. Il condensatore C3 è un condensatore di filtraggio nel circuito di alimentazione. Il preamplificatore è assemblato sull'amplificatore operazionale DA3. Poiché l'alimentazione dell'amplificatore operazionale è unipolare, con l'aiuto dei resistori R10, R11 e R13, al suo ingresso non invertente viene applicata una polarizzazione pari alla metà della tensione di alimentazione. Il condensatore C6 è un condensatore di blocco nel circuito di polarizzazione. Il resistore R12 imposta la modalità operativa dell'amplificatore operazionale. I resistori R14-R16 e il condensatore C7 formano un circuito di feedback negativo che imposta il guadagno del preamplificatore. L'uscita di questo amplificatore è collegata all'ingresso dell'amplificatore di potenza tramite il condensatore C9, che completa il circuito di feedback positivo. Il condensatore C10 si sta separando. Il preamplificatore è alimentato da un regolatore di tensione a 15 V sul chip DA2. Il condensatore C5 è un elemento filtrante nel circuito di alimentazione. L'elemento sensibile BK1 è un fusibile ripristinabile in polimero Bourns MULTIFUSE. In uno stato raffreddato, la struttura del riempimento del polimero ricorda un reticolo cristallino. Quando riscaldato, cambia, quindi al raggiungimento di una certa temperatura si ha un salto non solo nella conduttività elettrica del polimero, ma anche nella sua resistenza acustica. La maggior parte delle parti del sensore si trova su una breadboard con fori placcati, il montaggio avviene con fili sottili isolati. La scheda è collocata in una custodia metallica, sulla quale sono installati trasduttori piezoelettrici. L'elemento sensibile del sensore si trova all'esterno ed è collegato ai trasduttori piezoelettrici da una guida sonora: un gomito a forma di U in filo d'acciaio con un diametro di 0,8 mm e una lunghezza di 1 m Le estremità opposte della guida sonora sono saldati alle superfici di lavoro dei trasduttori piezoelettrici. L'elemento sensibile è saldato nella fessura della guida sonora nel punto della sua curva. Il sensore utilizza condensatori all'ossido di tantalio K53-52, è consentito utilizzarne altri, ad esempio K53-4. Condensatori ceramici - K10-176 (o KM-3 - KM-6). Resistenze fisse C2-33 (possibile sostituzione - C2-23, MLT, OMLT). Resistenza trimmer - SPZ-39a (o SPZ-37, RP1-48). I diodi KD522B possono essere sostituiti con altri diodi al silicio, ad esempio della serie KD503, KD521. I transistor KT503G possono essere sostituiti da transistor della stessa serie o dispositivi al silicio di altre serie con parametri simili. KT814G e KT815G possono essere sostituiti rispettivamente da transistor della stessa serie o serie KT816 e KT817. Invece dei microcircuiti importati L7815, L7820, è possibile utilizzare rispettivamente i microcircuiti domestici KR142EN8V e KR142EN9A. Trasduttori piezoacustici BQ1, BM1 - prodotto esterno a tre uscite senza pacchetto (probabile tipo FML-34.7T-2.9B1 -L). Il fusibile ripristinabile MF-R025 può essere sostituito con uno simile di Raychemf/Tyco o Little Fuse. L'impostazione del sensore consiste nell'impostare il resistore di sintonia R16 su un tale guadagno nel circuito di feedback positivo, in cui si osserva una generazione stabile, e il segnale all'uscita dell'amplificatore di potenza è sinusoidale con una leggera limitazione a due lati. Aumentando la temperatura dell'elemento sensibile VK1, viene fissato il suo valore, al quale si verifica un brusco cambiamento nella frequenza di oscillazione. Dovresti assicurarti che la frequenza torni al suo valore originale quando l'elemento sensibile si raffredda. Nella versione dell'autore del sensore, la frequenza delle oscillazioni generate a una temperatura dell'elemento sensibile di +20 °C era pari a 12,9 kHz e quando la temperatura ha raggiunto i +40 °C è aumentata bruscamente a 85,3 kHz. Autore: O. Ilyin, Kazan, Tatarstan; Pubblicazione: cxem.net
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