La seconda professione è un elettrocardiografo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Nel processo di creazione di progetti amatoriali, possono essere necessari strumenti e attrezzature, spesso difficili da acquisire. In questi casi, l'ingegno viene in soccorso e gli artigiani fanno tutto il necessario con le proprie mani. Parleremo di come realizzare un vero registratore termometrico da un vecchio elettrocardiografo tipo EK1T-03M (Fig. 1).

Questo strumento potrebbe essere necessario per misurare e registrare la temperatura di un'area specifica (parte) per un periodo di tempo. Spieghiamo con un esempio. Quando assembli un computer potente con le tue mani, potresti riscontrare il problema del surriscaldamento del processore. Per raffreddarlo avrai bisogno di un sistema di raffreddamento che eliminerà sicuramente il rischio di guasto del “cervello del computer”. È utile conoscere la metodologia di calcolo appropriata. E se no? Ovviamente puoi accendere immediatamente il computer e vedere se il processore si “brucerà” o no?

Difficilmente sarai soddisfatto del triste esito di un simile esperimento... È molto meglio controllare le prestazioni del sistema di raffreddamento in condizioni simulate, misurando l'aumento di temperatura del radiatore di cui verrà successivamente dotato il processore in contatto. Utilizzando una fonte di calore modello e un registratore di temperatura, puoi selezionare facilmente i parametri di progettazione che garantiranno al processore dal surriscaldamento.

Riso. 1. Aspetto del dispositivo: 1 - pulsante di accensione; 2 - indicatore di rete attiva; 3 - regolatore del filamento della penna; 4 - spina per il collegamento del cavo principale; 5 - interruttore principale; 6 - regolatore di spostamento della penna; 7 - pulsante di calibrazione; Pulsante cambio 8 velocità; 9 - pulsante calma; 10 - pulsante di registrazione; 11 - interruttore di sensibilità

È utile menzionare il principio di funzionamento di un registratore di temperatura fatto in casa. Sono ben note le tecniche per misurare la temperatura utilizzando termometri termoelettrici (termocoppie). Una termocoppia è costituita da due conduttori di materiali diversi che costituiscono un circuito elettrico comune (vedi Fig. 3). Se le temperature delle giunzioni (giunzioni) della termocoppia non sono le stesse, si verifica una fem termoelettrica e la corrente scorre attraverso il circuito. Maggiore è la differenza di temperatura tra le giunzioni, maggiore è il termo-EMF. Collegando una termocoppia ad un registratore otteniamo un dispositivo che ci permette di registrare le variazioni di temperatura nel tempo.

L'elettrocardiografo a canale singolo EK1T-03M è particolarmente adatto per la registrazione della termo-EMF delle termocoppie. Infatti, l'elettrocardiografo è progettato per misurare tensioni comprese tra 0,03 e 4 millivolt (mV). La sensibilità del dispositivo è impostata da un interruttore e può essere 5, 10 e 20 mm/mV. Con una velocità del nastro di 25 mm/s, un rotolo di carta termica lungo 50 metri (Fig. 2) è sufficiente per circa mezz'ora di funzionamento continuo, più che sufficiente per scopi amatoriali.

Riso. 2. Un rotolo di carta termica da 50 metri fornisce 30 minuti di registrazione continua delle letture dello strumento.

L'utilizzo di un elettrocardiografo come registratore di temperatura, infatti, non richiede alcuna modifica. Basta avere una o più termocoppie aggiuntive e sapere come effettuare tutti i collegamenti necessari. Nonostante l'elettrocardiografo venga solitamente fornito con le istruzioni, ci soffermeremo su alcuni punti fondamentali che sono importanti dal punto di vista della misurazione della temperatura.

Innanzitutto è necessario collegare al dispositivo il cavo di rete ed il cosiddetto “cavo portante”, solitamente costituito da cinque fili di colore diverso. Secondo le istruzioni, quando si misurano i cardiogrammi, i fili del cavo derivativo sono collegati agli elettrodi: R rosso - sulla mano destra; L giallo - sulla mano sinistra; F verde - sulla gamba sinistra; N nero - sulla gamba destra; Con il bianco - sul petto. Per la misura delle temperature utilizzeremo coppie di fili corrispondenti a tre puntali standard: 1. R rosso - L giallo (mano - mano); 2. R rossa - F verde (mano destra - piede sinistro); 3. L giallo - F verde (mano sinistra - piede sinistro).

Sul pannello superiore del dispositivo è presente un interruttore che imposta la modalità di misurazione per un numero di derivazione specifico.

Impostare l'interruttore sulla posizione 1° cavo e collegare i cavi della termocoppia ai fili rosso e giallo. Posiziona i punti di connessione dei fili e delle termocoppie in un thermos con ghiaccio (spiegheremo di seguito perché viene fatto). Le termocoppie per gli altri due cavi sono collegate allo stesso modo: hanno posizioni di commutazione corrispondenti. Il registratore di temperatura è quasi pronto per l'uso.

Dove posso trovare una termocoppia? Puoi realizzarlo da solo utilizzando la tecnologia che è stata descritta molte volte nella letteratura tecnica, e non ha senso soffermarsi su questo in dettaglio. Ma se hai un multimetro, guarda nella sua confezione originale. Molte persone non si rendono conto che il doppio filo sottile in treccia bianca con una pallina all'estremità fornito con l'apparecchio è proprio una termocoppia.

Prima di registrare le letture della termocoppia utilizzando un registratore di temperatura, è necessario valutare la gamma di possibili misurazioni della temperatura. Ricordiamo: l'elettrocardiografo EK1T-03M è progettato per misurare tensioni nell'intervallo da 0,03 a 4 millivolt (mV). In questo caso, la termo-EMF delle termocoppie Chromel-Copel nell'intervallo di temperatura da 0 a 100°C cambia da 0 a 6,9 mV. Cioè, in questo caso, è logico utilizzare tali termocoppie per misurare temperature di diverse decine di gradi. La termo-EMF delle termocoppie chromel-alumel nell'intervallo di temperatura da 0 a 100°C varia da 0 a 4,09 mV. Di conseguenza diventa possibile registrare temperature fino a 100°C utilizzando un elettrocardiografo. Se si utilizzano termocoppie speciali in platino-rodio, il limite superiore della temperatura determinata si avvicinerà a 500°C.

Quando si misura con termocoppie, è necessario ricordare la correzione del giunto freddo (Fig. 3).

Riso. 3. Tipi di termocoppie: 1 - giunto caldo; 2 - giunzione fredda; 3 - giunzioni fredde (chromel; alumel; rame)

Il fatto è che nel processo di misurazione della temperatura, una giunzione del circuito della termocoppia, la cosiddetta giunzione fredda, deve essere a 0 ° C (in un thermos con ghiaccio) e l'altra - la giunzione calda - nell'ambiente la cui temperatura deve essere misurata. Le tabelle della termo-EMF di varie termocoppie sono compilate appositamente per il caso in cui la giunzione fredda è a 0°C. Se per qualche motivo non è possibile posizionare il giunto freddo in un ambiente con una temperatura di 0°C ed è a temperatura ambiente (ad esempio a 20°C), in questo caso il termo-EMF risultante corrisponde a la differenza di temperatura tra le giunzioni calde e fredde e quando si determina la temperatura, è necessario introdurre la cosiddetta correzione della giunzione fredda. Per fare ciò, la termo-EMF misurata deve essere aggiunta alla termo-EMF corrispondente alla temperatura della giunzione fredda (20°C) e dal valore risultante determinare la temperatura utilizzando i dati tabellari.

Prima di accendere il dispositivo, è necessario installare un rotolo di carta termica di registrazione nel vano dell'unità a nastro. Il segnale verrà registrato con una speciale penna termica, che durante il funzionamento si riscalda fino a circa 300°C. L'elettrocardiografo è dotato di uno speciale pulsante di calibrazione “1mV”, premendo il quale sarà possibile registrare sul nastro speciali segnali di calibrazione, che indicano la sensibilità del dispositivo (Fig. 4). Il pulsante "M" avvia il meccanismo di azionamento del nastro del registratore e la penna termica registra sul nastro la variazione della termo-EMF della termocoppia.

Riso. 4. Registrazione di un segnale di calibrazione 10 mm/mV

Nella fig. La Figura 5 mostra una registrazione delle letture di una termocoppia Chromel-Copel quando viene abbassata ogni secondo in un contenitore con acqua riscaldata. L'aumento e la diminuzione della temperatura della giunzione calda sono chiaramente visibili quando la sensibilità è impostata e il segnale di calibrazione è 10 mm/mV. Funziona un registratore di temperatura basato su un vecchio cardiografo.

Riso. 5. Registra le fluttuazioni di temperatura in 10-15 gradi

Letteratura

1. Elettrocardiografo EK1T-03M. Descrizione tecnica e istruzioni per l'uso, 2a edizione, 1985.
2. Teoria e tecnologia dell'esperimento termofisico, Mosca, Energoatomizdat, 1985.
3. Zubarev V., Aleksandrov A., Okhotin V. Workshop sulla termodinamica tecnica, Mosca, Energoatomizdat, 1986.

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