幅広い範囲の熱安定剤。スキーム、説明

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広範囲の熱安定剤。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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このデバイスは (アマチュア無線の文献に記載されている他のほとんどのデバイスとは異なり) センサーとして熱電対を使用します。これにより、提案されたデバイスの適用範囲が大幅に拡大します。温室や野菜店だけでなく、乾燥庫や電気オーブンにも適しています。

スタビライザーは、電気ヒーターをオン/オフすることにより、温度を指定された制限内に維持します。スイッチ負荷 (ヒーター) の最大電流は、電圧 0,1 V で 220 A で、追加のトライアックスイッチを使用すると 80 A になります。制御温度範囲 0 ～ 500 °C (Chromel-Copel 熱電対または 0..クロメル・アルメルで1200℃。現在の温度値がLEDデジタルインジケーターに表示されます。測定誤差は間隔の上限の 1,5% 以内です。熱安定化の精度は、対象物 (熱室とその中の対象物) の熱特性と、熱電対とヒーターの相対位置に大きく依存します。

装置の概略図を図に示します。 1. 熱電対 VK1 によって生成され、オペアンプ DA1.4 によって増幅された電圧は、コンパレータとして機能するオペアンプ DA1.1 ～ DA1.3 の入力に供給されます。それらの応答しきい値は、抵抗 R1 ～ R3、R7 ～ R10 の分圧器によって設定されます。抵抗 R2 は、ヒーター EK1 がオンになる温度しきい値を設定します。ヒーターのオンとオフの温度差は、抵抗 R8 によって制御されます。抵抗 R9 を使用して、オペアンプ DA1.3 のコンパレータの動作しきい値を設定します。このしきい値を超えるとコンパレータが作動し、トランジスタ VT1 が開き、その結果 LED HL1 が点灯し、制御領域の温度が許容できない上昇を示します。

（クリックして拡大）

回路 VD2R14C2 および VD3R17C4 は、オペアンプ出力の負電圧およびノイズから DD1.1 トリガーの入力を保護します。コンパレータ DA1.1 および DA1.2 の状態に応じて、トリガの出力 5 は Low または High 論理レベルに設定されます。 1.2 番目のトリガー (DD1.2) は、ヒーターのオン/オフの瞬間をネットワーク内のゼロ相電圧と同期させる役割を果たし、これによりデバイスによって生じる干渉が大幅に軽減されます。トリガ DD1 の入力 C は、フォトカプラ U1 を使用して電源トランス TXNUMX の二次巻線の電圧から生成されたパルスを受け取ります。

スイッチオントランジスタ VT9 の入力は、トリガー DD1.2 の出力 2 に接続されています。トランジスタのコレクタ回路には、LED HL2 (ヒーターがオンになったことを知らせる) とフォトカプラ U2 の LED が含まれています。スイッチ SA1 はヒーターを強制的にオフにするために使用されます。

フォトカプラサイリスタ U2 はダイオードブリッジ VD5 の対角に配置され、負荷 - 電気ヒーター EK1 を切り替えます。当然のことながら、ヒーターによって消費される電流はサイリスタとブリッジの許容値を超えてはいけません。図に示す回路に従って、より強力なヒーターを接続することができます。 2.

ワイドスペーシング熱安定剤

トライアック VS1 にはヒートシンクが装備されている必要があります。

現在の温度とその設定値を表示するユニットは、DA4 K572PV2 マイクロ回路 (外国のアナログ - ILC7107) に組み込まれています。詳細な説明は [1] にあります。マイクロ回路は標準回路に従って接続されており、1 要素 LED インジケータ HG4 ～ HG572 がその出力に接続されています。必要に応じて、たとえば [2] で説明されているように、K572PV5 チップを K2PVXNUMX に置き換えることによって、液晶インジケータを使用できます。

SB1 ボタンが押されていない場合、DA30 の入力 4 は、オペアンプ DA1.4 の出力から現在の温度に比例した電圧を受け取ります。それ以外の場合、DA4 は抵抗 R2 と R8 によって設定されたヒーターのスイッチオン温度に比例する電圧を測定します。

電源ユニットは、ダイオードブリッジ整流器 VD1 を備えたトランス T1 と、2 つの統合電圧レギュレータ - DA5 (+3 V) および DA5 (-1 V) で構成されます。トランジスタＶＴ１、ＶＴ２のコレクタ回路の電源電圧は安定していない。トランス T2 の全体電力は 1 ～ 5 W、二次巻線は中央からのタップで 10 ～ 15 V です。

デバイスは、定抵抗器MLT、トリマー-SP5-2、可変（R2）-SPZ-45、コンデンサーK73-17（C10、C12、C13）、酸化物-K50-35またはその外国の類似物、残り-セラミック、たとえば、KM-6。オプトカプラ AOU115G は ZOU1OZG で置き換えることができます。Kingbright の LED インジケータ SA08-11HWA の代わりに、共通アノードを備えた他の製品、たとえば Paralight A-561SRD または KLTs402V ～ KLTs402E も適しています。

0～1200℃の温度範囲では、感度1μV/Cの既製のクロメルアルメルが熱電対VK40,65として使用されます。最高温度が 500 °C 以下の場合は、クロメルコペル (72,85 μV/°C) も適しています。この実施形態では、抵抗器Ｒ２の値は２．２ｋオームに低減される。

既製の熱電対がない場合は、適切な合金のワイヤの端をスポット溶接し、長さ数メートルまでの通常の銅線を反対側の端に接続することで、熱電対を独立して作成できます。これらのワイヤをシールドする必要はありませんが、電力回路や、かなりの高周波電流やパルス電流が流れるワイヤの近くに配線しないでください。熱電対の設計と応用のいくつかの特徴については、たとえば [3] を参照してください。

デバイスのセットアップは、トリミング抵抗 R6 を最低温度で使用し、抵抗 R11 を最高温度で使用して LED インジケーターの読み取り値を正しく設定することから構成されます。これらの調整は相互に依存しているため、数回繰り返す必要があります。 Chromel-Copel 熱電対に必要な DA1.1 オペアンプのゲインを達成するには、抵抗 R13 の値を下げる必要があります。最後に、抵抗器 R8 はヒーターのオンとオフの間に必要な温度差を設定し、抵抗器 R9 は緊急過熱に関するアラームをオンにするためのしきい値を設定します。

熱電対によって生成される EMF は、絶対値ではなく、その「ホット」接点と「コールド」接点間の温度差に比例することが知られています。これによって生じる追加の誤差を排除するには、熱電対の「冷たい」(動作していない) 接点の温度が一定であることを確認するか、その変化を補償する必要があります。補償ユニットの考えられる方式の 3 つを図に示します。 XNUMX.

ワイドスペーシング熱安定剤

部品の番号付けは、前の図で開始されたものを継続しています。 DA5 K1019EM1 温度感受性マイクロ回路 [4] は冷接点のすぐ近くに配置され、可能であれば冷接点と熱的に接触します。 DD1 マイクロ回路の出力電圧の一部は、熱電対 VK1 によって生成された電圧に加算されます。抵抗器 R30 と R31 の抵抗比が適切であれば、オペアンプ DA1.4 の入力電圧は「ホット」接合部の温度のみに依存します。

文学

Anufriev L. BIS のマルチメーター。 - ラジオ、1986 年、第 4 号、p. 34-39。
Biryukov S.ADCKR572PV5のアプリケーション。 -ラジオ、1998年、第8号、p。 62-65。
ブルコフ V. ユニバーサル電子体温計。 - ラジオ、2000 年、第 11 号、p. 34、35。
Biyukov S. 熱センサーマイクロ回路 K1019EM1、K1019EM1A。 - ラジオ、1996 年、第 7 号、p. 59、60。

著者：V.Tushnov

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