Stabilizzatore termico sul chip AD597. Schema, descrizione

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Stabilizzatore termico sul chip AD597. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'uso di un convertitore di segnale termocoppia AD597 [1] prodotto da Analog Devices consente di ottenere un'elevata linearità della misurazione della temperatura in un ampio intervallo di temperature e di utilizzare l'indicazione digitale della temperatura senza correzioni aggiuntive. Lo stabilizzatore termico proposto consente di misurare la temperatura nell'intervallo -200...+200 °C, regolarla nell'intervallo 0...+200 °C e leggere il valore da un display a cristalli liquidi da 3,5 cifre .

Riso. 1 (clicca per ingrandire)

Lo stabilizzatore termico (Fig. 1) contiene una termocoppia di tipo K BK1 (leghe di nichel-cromo/nichel-alluminio (chromel/alumel)), il suo convertitore di segnale - un microcircuito DA8, un ADC integrato DD2, una sorgente di tensione di riferimento realizzata su un amplificatore operazionale DA6 e un gruppo transistor DA4 [2], un comparatore basato sull'amplificatore operazionale DA7, circuiti di controllo per triac VS1 e un alimentatore stabilizzato.

Il valore di temperatura richiesto nell'intervallo 0...+200 °C è impostato dal resistore variabile R20. Se necessario, questo intervallo può essere spostato nella regione dei valori di temperatura negativi (sarà necessaria un'ulteriore fonte di tensione di riferimento -1...-5 V, facilmente realizzabile in base a quella mostrata nello schema o realizzata su un microcircuito specializzato) o espanso senza violare la linearità della scala del resistore, che è importante a differenza dei termostabilizzatori con un sensore di temperatura basato su un termistore.

Una caratteristica del comparatore utilizzato basato sull'amplificatore operazionale DA7 è l'assenza di un circuito di isteresi resistiva, che di solito è ad alta resistenza e generalmente richiede (per garantire soglie di risposta specificate - spegnimento del comparatore a un determinato valore di temperatura) una selezione precisa della resistenza del circuito. Con un ampio intervallo di controllo, ciò, a sua volta, porta alla necessità di utilizzare un set di resistori costanti e variabili da megaohm.

Quando la tensione all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA7 raggiunge la soglia operativa (quando la temperatura diminuisce), sulla sua uscita appare una tensione di polarità positiva e il transistor VT1 si apre. Di conseguenza, se l'interruttore contatta

SA1 sono chiusi, il relè K1 è attivato. Con i suoi contatti K1.1 cortocircuita il resistore R4 nel circuito dell'elettrodo di controllo del triac VS1, a seguito del quale apre e accende il riscaldatore EK1, e con i contatti K1.2 avvia quello -shot DA1, realizzato sul timer integrato NE555N [3].

Le uscite del one-shot e del comparatore sono collegate al gate del transistor VT1 utilizzando un circuito OR a diodo. La durata dell'impulso generato dal monovibratore è tз = 1,1R5*C9 = 1 s. Pertanto, quando viene raggiunta la soglia di risposta del comparatore, il relè K1 viene attivato per il tempo tз e si verifica un ulteriore riscaldamento finché il comparatore non funziona in modo stabile. Al termine di tz, se il comparatore continua ad essere in uno stato instabile, il one-shot riparte alla prima chiusura dei contatti K1.2. Questa soluzione consente di ridurre al minimo il rimbalzo dei contatti del relè quando il comparatore è in uno stato instabile.

Se necessario, la durata dell'impulso t3 può essere scelta diversamente, modificando così i valori inferiore e superiore della temperatura del corpo o dell'oggetto riscaldato.

Quando l'interruttore SA1 viene spostato nella posizione mostrata nello schema, il relè K1 e il triac VS1 vengono immediatamente spenti. In serie al riscaldatore, è necessario accendere un relè termico di emergenza (i suoi contatti sono indicati nello schema come KK1.1), impostato sulla temperatura massima consentita, il cui elemento sensibile si trova nella regione di massima temperatura del corpo o dell'oggetto riscaldato.

Per indicare lo stato dell'alimentatore vengono utilizzati i LED gialli HL2, HL3, che servono anche per retroilluminare il display a cristalli liquidi HG1. L'indicatore di carico è il LED rosso HL4. Lo stato attivo della virgola della terza cifra del display è assicurato dall'utilizzo dell'elemento logico DD1.1 [4].

Il dispositivo utilizza resistori fissi MLT e resistori di sintonizzazione SP5-3. Il resistore variabile R20 è un resistore a filo di qualsiasi tipo con una dipendenza lineare della resistenza dall'angolo di rotazione del motore; è consentito utilizzare un multigiro importato con un contagiri sull'impugnatura. I condensatori C1, C13, C15, C16-K73-17, C3, C4, C7-C10 sono ossido K50-35 o importati, il resto è KM-6. Relè K1 - interruttore reed intermedio RPG-2-2202U3 (tensione nominale - 12 V, consumo energetico - 0,3 W). Considerando le possibili difficoltà con la sua acquisizione, consiglio di realizzare da solo un relè del genere basato su due interruttori reed KEM-1 (ODO.360.037 TU).

Stabilizzatore termico sul chip AD597
Fig. 2

La bobina del relè fatta in casa è avvolta con filo PEv-2 0,2 (2400 spire) su un telaio (Fig. 2) realizzato in laminato di fibra di vetro con uno spessore di 1...1,5 mm. Dopo l'assemblaggio, le giunture delle sue parti vengono incollate con un composto epossidico, il cui eccesso, dopo l'indurimento, viene rimosso con una lima ad ago. Bobina dopo

Non è necessario riempire l'avvolgimento con composto, è sufficiente proteggerlo dall'esterno con telo verniciato. Gli interruttori Reed sono posizionati all'interno del telaio. Devono adattarsi liberamente; è necessario evitare il verificarsi di sollecitazioni meccaniche nei loro alloggiamenti e carichi d'urto durante l'installazione e il funzionamento. Il relè finito viene inserito in una custodia di polistirolo. È consentito l'uso di un tubo termoretraibile di diametro adeguato, che deve coprire saldamente le guance del telaio.

Gli elementi del dispositivo sono montati su tre circuiti stampati. Il primo contiene tutti i circuiti integrati (i pin di ingresso degli elementi non utilizzati del microcircuito DD1 sono collegati a un filo comune), ad eccezione degli stabilizzatori di tensione; il secondo contiene il trasformatore di potenza T1, fusibili FU1, FU2, stabilizzatori integrati DA2, DA3 , DA5 e triac VS1 (ciascuno con dissipatori di calore separati), relè K1 e lampada al neon HL1, sul terzo - elementi di indicazione e controllo. Per semplificare l'installazione e la manutenzione del dispositivo durante il funzionamento, la prima scheda è collegata alla terza tramite un cablaggio e un connettore a 26 pin: su quella è installata una spina PBD-26 a doppia fila (con passo dei contatti di 2,54 mm). primo, e la parte corrispondente è una presa BLD-26, montata sul cablaggio proveniente dal terzo. Una parte di una presa integrata da 1 A - 16 V con base in ceramica viene utilizzata come connettore per il collegamento del carico X250.

Lo stabilizzatore termico è assemblato in una custodia in plastica modificata per progetti radioamatoriali di dimensioni standard G010 (95x135x45 mm) prodotta da Kemo Germany GmbH. La modifica consisteva nell'aumentare le dimensioni da 45 mm a 115 mm inserendo tra le metà del corpo due lastre di 70x135 mm di vetro organico in lastra di 3 mm di spessore. Le prime due schede sono installate nei punti designati delle metà del case, la terza nella parte anteriore e tutti i connettori nella parte posteriore. Nella fig. 3 il dispositivo è mostrato frontalmente (con il coperchio superiore rimosso e il pannello frontale trasparente), e in Fig. 4 - dietro.

Stabilizzatore termico sul chip AD597
Fig. 3

Stabilizzatore termico sul chip AD597
Fig. 4

La configurazione del dispositivo si riduce all'impostazione della frequenza del generatore di clock integrato del microcircuito DD2 (40 kHz) utilizzando il resistore di trimming R28 e la tensione di riferimento Urev = 1,000 V sul suo pin 36 utilizzando il resistore di trimming R12.

Letteratura

Condizionatore a termocoppia e regolatore di setpoint AD596*/AD597*.-
Horowitz P., Hill W. L'arte della progettazione di circuiti. In 2 volumi. 3a ed. stereotipato. Traduzione dall'inglese A cura di MV Galperin. - M.: Mir, 1986.
Kolombet E.A. Timer. - M.: Radio e comunicazione, 1983.
Biryukov S. Applicazione di ADC KR572PV5. - Radio, 1998, n. 8, pag. 62-65.

Autore: D. Molokov

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