4 universaalset elektroonilist termomeetri ahelat

Siit saame teada neli parimat elektroonilist termomeetri ahelat, mida saab universaalselt kasutada kehatemperatuuri või ruumitemperatuuri vahemikus null kuni 50 kraadi Celsiuse järgi.

Eelmises postituses õppisime tundmatu temperatuurianduri kiibi mõningaid funktsioone LM35 , mis annab väljundid erineva pingega, mis on otseselt samaväärne ümbritseva õhu temperatuuri muutustega, Celsiuse järgi.

Eelkõige muudab see funktsioon kavandatud toatemperatuuri konstrueerimise termomeetri vooluring väga lihtne.

1) elektrooniline termomeeter ühe IC LM35 abil

See nõuab lihtsalt ühe mikropiiri ühendamist sobiva liikuva spiraali tüüpi arvesti abil ja näidud hakkavad peaaegu kohe kätte saama.

IC LM35 näitab teile 10 mv väljundvolti vastusena ümbritsevat atmosfääri temperatuuri igakraadisele tõusule.

Allpool toodud skeem selgitab seda kõike, pole vaja keerukaid vooluringe, lihtsalt ühendage 0-1 V FSD liikuva mähisega arvesti IC-i vastavate tihvtide vahel, seadistage pott sobivalt ja olete oma toatemperatuuri anduri ahelaga valmis .

Seadme seadistamine

Kui olete vooluringi kokku pannud ja näidatud ühendused teinud, võite jätkata termomeetri seadistamist järgmiselt:

1. Pange eelseade keskele.
2. Lülitage voolu vool sisse.
3. Võtke kauss sulava jääga ja sukeldage IC jää sisse.
4. Alustage etteantud seadistust hoolikalt, nii et arvesti näitaks null volti.
5. Selle elektroonilise termomeetri seadistusprotseduur on tehtud.

Kui olete anduri jäält eemaldanud, hakkab see mõne sekundi jooksul kuvama toatemperatuuri meeteril otse Celsiuse järgi.

2) Toatemperatuuri jälgimise ahel

Allpool on esitatud teine ​​elektroonilise termomeetri disain, mis on veel üks väga lihtne, kuid ülitäpne õhutemperatuuri anduri näidik.

Väga mitmekülgse ja täpse IC LM 308 kasutamine paneb vooluringi reageerima ja reageerima suurepäraselt ümbritseva atmosfääri väikseimatele temperatuurimuutustele.

Temperatuuriandurina aia dioodi 1N4148 kasutamine

Dioodi 1N4148 (D1) kasutatakse siin aktiivse keskkonnatemperatuuri andurina. Siin on tõhusalt kasutatud pooljuhtdioodi, näiteks 1N4148, ainulaadset puudust, mis näitab pinge iseloomuliku muutuse ümbritseva keskkonna temperatuuri muutuste mõjul, ja seda seadet kasutatakse tõhusa odava temperatuuriandurina.

Siin esitatud elektroonilise õhutemperatuuri anduri mõõteahel on oma funktsioonis väga täpne, kategooriliselt tänu minimaalsele hüstereesi tasemele.

Siin on täielik vooluringi kirjeldus ja ehituslikud vihjed.

Ahela töö

Elektroonilise õhutemperatuuri anduri mõõturi ahela praegune vooluring on silmapaistvalt täpne ja seda saab väga tõhusalt kasutada atmosfääri temperatuuri kõikumiste jälgimiseks. Uurime lühidalt selle vooluringi toimimist:

Nagu tavaliselt, kasutame siin andurina väga mitmekülgset „aiadioodi” 1N4148, kuna selle tüüpiline puudus (või pigem praeguse juhtumi eelis) on juhtivusomaduste muutmine ümbritseva õhu temperatuuri mõjul.

Diood 1N4148 suudab mugavalt tekitada enda ümber lineaarse ja eksponentsiaalse pingelanguse vastusena ümbritseva õhu temperatuuri vastavale tõusule.

See pingelangus on umbes 2 mV iga temperatuuri tõusu korral.

Seda 1N4148 konkreetset omadust kasutatakse laialdaselt paljudes madalatemperatuuri andurite ahelates.

Viidates allpool toodud indikaatorlülitusskeemiga pakutavale toatemperatuuri monitorile, näeme, et IC1 on juhtmega ümberpööratud võimendina ja moodustab vooluahela südame.

Selle mitteinverteerivat tihvti nr 3 hoitakse Z1, R4, P1 ja R6 abil kindla kindla tugipinge juures.

Transistoreid T1 ja T2 kasutatakse konstantse vooluallikana ja need aitavad säilitada vooluahela suuremat täpsust.

Mikrofoni inverteeriv sisend on ühendatud anduriga ja jälgib isegi väikseimat pinge muutuse muutust anduri dioodil D1. Need pinge kõikumised, nagu selgitatud, on otseselt proportsionaalsed ümbritseva õhu temperatuuri muutustega.

Tunnetatav temperatuuri kõikumine võimendub IC koheselt vastavaks pingetasemeks ja võetakse vastu selle väljundnõelal # 6.

Asjakohased näidud tõlgitakse otse Celsiuse kraadidesse 0–1 V FSD liikuva mähise tüüpi arvesti abil.

Osade nimekiri

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = 10K eelseadistatud,
• P2 = 100K EELESETT,
• C1 = 33 pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7 V, 400 mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Üldotstarbeline plaat suuruse järgi.
• B1 ja B2 = 9 V PP3 aku.
• M1 = 0 - 1 V, FSD liikuva mähise tüüpi voltmeeter

Vooluringi seadistamine

Protseduur on natuke kriitiline ja nõuab erilist tähelepanu. Protseduuri lõpetamiseks vajate kahte täpselt teadaolevat temperatuuriallikat (sooja ja külma) ja täpset elavhõbedat klaasist termomeetrit.

Kalibreerimise võib lõpetada järgmiste punktide kaudu:

Esialgu hoidke eelseadistusi nende keskel. Ühendage vooluahela väljundisse voltmeeter (1 V FSD).

Külma temperatuuri allika jaoks kasutatakse siin vett umbes toatemperatuuril.

Kastke andur ja klaasist termomeeter vette ning registreerige temperatuur klaasist termomeetris ja ekvivalentne pinge väljund voltmeetris.

Võtke kauss õli, soojendage seda umbes 100 kraadini ja oodake, kuni selle temperatuur stabiliseerub umbes 80 kraadini.

Nagu ülalpool, sukeldage kaks andurit ja võrrelge neid ülaltoodud tulemustega. Pinge näit peaks olema võrdne temperatuuri muutusega klaasist termomeetris korda 10 mill volti. Kas ei saanud aru? Noh, loeme järgmist näidet.

Oletame, et külma temperatuuriga allikavesi on temperatuuril 25 kraadi (toatemperatuur), kuumallikas, nagu teada, on 80 kraadi. Seega on nende vahe või temperatuuri muutus võrdne 55 Celsiuse kraadiga. Seetõttu tuleks pingenäitude erinevus 55 korrutada 10 = 550 millivoldi või 0,55 voltiga.

Kui te ei saa kriteeriumi päris täidetud, reguleerige P2 ja jätkake samme, kuni lõpuks selle saavutate.
Kui ülaltoodud muutumiskiirus (10 mV 1 kraadi Celsiuse järgi) on seatud, reguleerige lihtsalt P1 nii, et arvesti näitaks 0,25 volti 25 kraadi juures (andurit hoitakse toatemperatuuril vees).

See lõpetab vooluahela seadistuse.
Seda õhutemperatuuri anduri mõõturlülitust saab tõhusalt kasutada ka ruumi elektroonilise termomeetri seadmena.

3) Toatermomeetri ahel, kasutades LM324 IC-d

Kolmas disain on ilmselt parim, mis puudutab kulusid, ehituse lihtsust ja täpsust.

Selle kõige lihtsama ruum Celsiuse indikaatori vooluahela loomiseks on vaja ainult ühte LM324 IC-d, 78L05 5V tavalist IC-d ja mõnda passiivset komponenti.

Kasutatakse ainult 3 op amprit 4 op amprist LM324 .

Op amp A1 on traadiga ühendatud, et luua vooluahelale virtuaalne pinnas selle tõhusaks tööks. A2 on konfigureeritud mitteinverteeriva võimendina, kus tagasisidetakisti asendatakse 1N4148 dioodiga.

See diood toimib ka temperatuuriandurina ja langeb ümbritseva temperatuuri igast kraaditõusust umbes 2 mV.

Selle 2 mV languse tuvastab A2 vooluahel ja see muudetakse pin # 1-s vastavalt muutuvaks potentsiaaliks.

Seda potentsiaali võimendab ja puhverdab edasi A3 inverteeriv võimendi, et toita lisatud 0 kuni 1 V volmeetriüksust.

Voltmeeter teisendab temperatuurist sõltuva varieeruva väljundi kalibreeritud temperatuuriskaalaks, et toota ruumitemperatuuri andmed asjakohaste läbipaine kaudu.

Kogu vooluahelat toidab üks 9 V PP3.

Inimesed, need olid 3 lahedat ja hõlpsasti ehitatavat toatemperatuuri indikaatorahelat, mille iga harrastaja saab ehitada, et jälgida ruumi ümbritseva õhu temperatuuri muutusi kiiresti ja odavalt standardsete elektrooniliste komponentide abil ning keerukaid Arduino seadmeid kaasamata.

4) Elektrooniline termomeeter IC 723 abil

Nii nagu ülaltoodud kujundus, kasutatakse ka siin ränidioodi nagu temperatuuriandurit. Ränidioodi ristmikupotentsiaal väheneb iga Celsiuse kraadi võrra umbes 1 millivolti võrra, mis võimaldab selle kohal oleva pinge arvutamise abil määrata dioodi temperatuuri. Kui diood on konfigureeritud temperatuurianduriks, pakub see suure lineaarsuse ja väikese ajakonstandiga eeliseid.

Seda saab lisaks rakendada laias temperatuurivahemikus -50 kuni 200 C. Kuna dioodi pinget tuleb hinnata üsna täpselt, on vaja usaldusväärset võrdlusvarustust.

Korralik variant on pinge stabilisaator IC 723. Ehkki zeneri pinge absoluutne ti väärtus selles IC-s võib IC-st erinev olla, on temperatuuri koefitsient äärmiselt väike (tavaliselt 0,003% C-kraadi kohta).

Lisaks, 723 stabiliseerub teadaolevalt 12-voldine toiteallikas kogu vooluahelas. Pange tähele, et elektriskeemi tihvtide numbrid sobivad ainult IC 723 kahesuunalise (DIL) variandi jaoks.

Teine IC, 3900, sisaldab neljavõimendeid, kus kasutatakse ainult paari. Need op-võimendid on loodud natuke teisiti töötamiseks on need konfigureeritud vooluallikana, mitte pingega. Sisendiks võiks kõige paremini pidada transistoribaasi ühise emitteri konfiguratsioonis.

Seetõttu on sisendpinge sageli umbes 0,6 volti. R1 on ühendatud võrdluspingega ja konstantne vool liigub läbi selle takisti. Suure avatud ahela võimenduse tõttu on opvõimendi võimeline kohandama omaenda väljundit, et täpselt sama vool kulgeks tema inverteerivasse sisendisse ja temperatuur püsiv dioodi (D1) kaudu jääb seega konstantseks.

See seadistamine on oluline tänu sellele, et diood on sisuliselt konkreetse sisetakistusega pingeallikas ja selle kaudu liikuva voolu igasugune kõrvalekalle võib selle tulemusena tekitada pinges kõikumisi, mis võivad lõpuks olla ekslikult tõlgitud temperatuuri kõikumisena. Pistiku 4 väljundpinge on seega sama, mis pinge inverteerivas sisendis, samuti pinge dioodi ümber (viimane muutub temperatuuriga).

C3 pärsib võnkumisi. IC 2B tihvt 1 on kinnitatud fikseeritud võrdluspotentsiaali külge ja konstantne vool liigub seetõttu mitteinverteerivasse sisendisse. IC 2B inverteeriv sisend on R2 abil ühendatud IC 2A väljundiga (tihvt 4), et seda käitaks temperatuurist sõltuv vool. IC 2B võimendab sisendvoolude erinevust väärtuseni, mille pinge kõrvalekalle selle väljundis (tihvt 5) oleks kiiresti loetav 5–10 voldise f.s.d. voltmeeter.

Juhul kui kasutatakse paneelmõõturit, võib seeriatakistuse määramiseks olla vaja seadistada Ohmi seadus. Kui 100 uA f.s.d. kasutatakse sisetakistusega 1200 meetrit, peab 10 V täisskaala läbipainde kogutakistus olema selline, nagu arvutuse kohaselt:

10 / 100uA = 100K

Selle tulemusel peab R5 olema 100 k - 1k2 = 98k8. Lähim ühine väärtus (100 k) töötab hästi. Kalibreerimist saab teha nii, nagu allpool selgitatud: nullpunkti fikseerib algselt P1, kasutades sulava jää kaussi sukeldatud temperatuuriandurit. Pärast seda saab täissuuruses läbipainde kinnitada P2-ga, nii et dioodi saab uputada kuuma vee sisse, mille temperatuur on kindlaks määratud (oletame, et mis tahes tavalise termomeetriga testitud keeva vee temperatuur on 50 °).