Termometro digitale a due oggetti. Schema, descrizione

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Termometro digitale a doppio oggetto

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

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Per misurare la temperatura dell'aria nella stanza e all'esterno, di norma vengono utilizzati due termometri diversi, anche se sarebbe del tutto possibile cavarsela con uno dotato di due sensori di temperatura. Un tale dispositivo sarà discusso. Il dispositivo si basa su sensori di temperatura integrati K1019EM1 e ADC a doppia integrazione KR572PV5.

Il termometro (Fig. 1) consente di misurare alternativamente la temperatura di due oggetti diversi e i segnali dei sensori di temperatura possono essere commutati sia manualmente che automaticamente. Uno dei sensori si trova direttamente sulla scheda del dispositivo, l'altro è remoto.

Riso. 1 Schema schematico del dispositivo (clicca per ingrandire)

La presenza di uno stabilizzatore implementato su un chip DA1 e un transistor VT1 consente di utilizzare un ampio intervallo di tensione da 7,5 a 20 V per alimentare il dispositivo e la stabilità alla temperatura della sua tensione di uscita è molte volte migliore di quella dello stabilizzatore interno KR572PV5 grazie all'uso di un diodo zener di precisione regolabile TL431C (analogo domestico di KR142EN19). Tutti i circuiti del termometro sono alimentati da questo regolatore di tensione +5 V, incluso un inverter di tensione a impulsi, realizzato sugli elementi DD3.4-DD3.6, VD1, VD2, C11, C12. Produce una tensione di -4,5 V, che è collegata al pin 26 dell'ADC. La tensione variabile (50 kHz) necessaria per il funzionamento dell'inverter è prelevata dal pin 38 dello stesso microcircuito.

Per la realizzazione più completa delle capacità dei sensori di temperatura DA2, DA3, deve fluire attraverso di essi una corrente costante di circa 1 mA. Questa modalità è fornita da sorgenti di corrente sui transistor VT2, VT3 e VT4, VT5. Il valore di corrente può essere regolato dalle resistenze R15, R16. La commutazione dei sensori viene eseguita dai tasti analogici DD2.1 e DD2.2, che fanno parte del microcircuito K561KTZ. Il suo terzo elemento DD2.3, insieme al resistore R12, svolge la funzione di invertitore di segnali logici che controlla i tasti, e il quarto, DD2.4, insieme all'elemento DD5.3 e al contatore DD4, è coinvolto nella circuito di selezione della modalità di funzionamento del termometro

Ogni pressione del pulsante SB1 comporta una modifica dello stato delle uscite del contatore ad anello, che determina una delle tre opzioni per collegare i sensori di temperatura all'ingresso dell'ADC, ovvero:

sensore interno collegato (DA2);
è collegato un sensore remoto (DA3);
i sensori sono collegati alternativamente con un intervallo di 3...4 s.

In quest'ultimo caso, i tasti sono controllati dal segnale di uscita del multivibratore (DD3.1-DD3.3, R17, R18, C3). Per poter determinare quale dei sensori è attualmente connesso, contemporaneamente al collegamento del sensore DA2, sull'indicatore HG1 compare il segno ":" (due punti), che indica che il sensore posto sulla scheda e che misura la la temperatura nella stanza è accesa. La modalità di visualizzazione alternata della temperatura è accompagnata dalla comparsa del segno "~" (tilde) sull'indicatore. La visualizzazione di questi segni, così come il simbolo "°С" e il punto decimale nella seconda cifra di HG1, viene eseguita utilizzando gli elementi DD5.1, DD5.2, DD5.4.

La tensione di uscita del microcircuito K1019EM1 in millivolt è proporzionale alla temperatura assoluta ed è pari a 10-Tk, dove Tk è la temperatura in gradi Kelvin. L'offset del livello del segnale di uscita dei sensori di -2731,5 mV, necessario per il passaggio dalla scala di temperatura Kelvin a quella Celsius, è effettuato dallo stadio differenziale di ingresso dell'ADC stesso. Il valore di offset è determinato dalla posizione del resistore trimmer R8. La resistenza R10 imposta il livello della tensione di riferimento DD1.

Nel termometro è possibile utilizzare resistori fissi del tipo C2-23, C2-33 (5%), tuttavia, per ottenere la massima precisione con fluttuazioni significative della temperatura ambiente, è meglio fermarsi a C2-29V con una deviazione da il valore nominale di 1 ... 2%. Innanzitutto, questo vale per i resistori R6, R7, R9, R11 e R13. Il dispositivo utilizza anche resistori variabili SDR-19a. Condensatori C6, C7 e C12-elettrolitici K50-35 o simili importati, C4 - K73-16, K73-17. I restanti condensatori sono KM5, KM6, K10-17. SB1 è un pulsante miniaturizzato con una coppia di contatti di chiusura. La fonte di alimentazione del dispositivo è qualsiasi, anche non stabilizzata. Il consumo di corrente - 7 ... 12 mA - dipende dalla tensione della sorgente.

Il sensore remoto DA3, situato all'esterno, è deviato dal condensatore C6 per proteggere da possibili interferenze e interferenze. Per lo stesso scopo, è preferibile utilizzare un filo schermato per collegare questo sensore a un termometro e il design dovrebbe prevedere il suo isolamento dalle influenze atmosferiche sotto forma di rivestimento con vernice elettrica o resina epossidica. È inoltre possibile utilizzare una guaina termorestringente di diametro adeguato.

Prima di impostare il termometro assicurarsi che le tensioni ai pin 1 e 26 di DD1 relative al filo comune siano rispettivamente pari a +5 e -4,5 V. ) e posizionando il sensore DA3 in una massa pastosa di ghiaccio fondente o neve, il resistore di trimming R8 raggiunge letture zero dell'indicatore. Inoltre, il sensore DA3 viene trasferito all'acqua calda e, misurandone la temperatura con un termometro standard, il resistore R10 imposta questo valore sull'indicatore. Al termine di questa procedura si impostano le letture del sensore interno con il pulsante SB1 (sull'indicatore compare il segno ":"), si posiziona il termometro di riferimento nelle immediate vicinanze del sensore DA2 e la resistenza R20 raggiunge l'uguaglianza delle letture dell'indicatore del dispositivo e del termometro di riferimento durante la misurazione della temperatura ambiente. L'ultima operazione può essere eseguita senza termometro di riferimento. In questo caso è sufficiente avvicinare il più possibile il sensore remoto a quello interno e, nella modalità di visualizzazione alternata della temperatura, impostare le letture del sensore interno uguali alle letture di quello esterno con resistenza R20.

Letteratura:

BG Fedorkov, VA Telets. Chip ADC e DAC. - M. Energoatomizdat, 1990.

Autore: Victor Tsibin, victor@prometec.ru; Pubblicazione: radioradar.net

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