安定したサーモスタット。スキーム、説明

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安定したサーモスタット。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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自動温度制御装置では、最も単純な水銀サーマルコンタクタ TK および TPK から特殊なマイクロ回路に至るまで、さまざまなセンサーが使用されています。しかし、数日から数十年の範囲の時間間隔で特定の温度を高精度で維持する必要がある場合は、温度に依存する周波数をヒーターまたはクーラーの制御信号に変換する、温度に敏感な水晶振動子をベースにしたデバイスのみが必要です。サーマルチャンバーの安定性は必要な安定性を提供します。

水晶自励発振温度周波数コンバータ (CAPTCH) の図を図に示します。 1.

安定したサーモスタット

線形の温度周波数特性と 5 Hz/°C の温度係数を備えた、周波数 185 MHz の直列感熱遮断水晶共振子 PY が使用されます [1]。これは、ヴォルゴグラード地域のヴォルシスキー市の工場で製造され、yхbI/112° 10'/54° 9'45'' にカットされた圧電プレートを含む温度感受性共振器 RK-51 に置き換えることができます。

CAPTC は加熱室内に設置された独立したユニットとして実行され、サーモスタットの本体と同軸ケーブルで接続されています。電源電圧はケーブルを介して発電機に印加され、水晶振動子 ZQ1 の温度に応じて周波数 f(T)=5000000+185T の信号が得られます。ここで、f は周波数 Hz、 T - 温度、℃。

サーモスタットのメインブロックは、図に示すスキームに従って構築されています。 2.

安定したサーモスタット

抵抗 R2 は CAPTCH の負荷として機能します。さらに、温度依存周波数の信号は、トランジスタVT2の増幅整形器および素子DD1.3を介して、DD2マイクロ回路の1.1番目のトリガの入力Cに供給されます。その最初のトリガの同様の入力は、AT でカットされた熱安定水晶共振器 ZQ1.2 を備えた要素 DD1、DDXNUMX に基づく発振器から基準周波数信号を受け取ります。

周波数位相検出器 [2] は、2 つのトリガーチップ DD1.4、素子 DD9、抵抗 R11、R2、ダイオード VD3、VD5、およびコンデンサ CXNUMX で構成されます。温度に依存する周波数が基準周波数よりも高い場合、その出力電圧はロジックローになり、基準周波数より低い場合はハイになります。中間の電圧レベルは、周波数が正確に等しい場合にのみ可能ですが、発電機の発振は同期していないため、実際には起こりません。

周波数検出器の出力がハイレベルになると、トランジスタ VT4 と VT5 が開き、サーマルチャンバー内に設置されたヒーターに電圧が印加されます。同時にHL1 LEDが点灯します。

トランジスタ VT3 のエミッタフォロワを介して、温度依存の周波数信号を電子周波数計に供給できます。ツェナーダイオード VD1 とトランジスタ VT1 は、マイクロ回路に電源を供給するための電圧レギュレータを形成します。

サーモスタットを設定するときは、まず抵抗 R3 が選択され、要素 DD1.3 の出力で対称的なパルス形状が得られます。コンデンサ C3 の静電容量は、特定の温度で基準周波数が CAPTC によって生成される温度依存周波数と等しくなるように選択されます。

医療用電子デジタル体温計の検定台で稼働している熱安定装置です。スタンドの加熱室の容積は 60 cm3、壁は厚さ 30 mm の発泡プラスチックでできています。ヒーターは並列接続された 2 つの MLT-56 XNUMX オーム抵抗で構成されます。

スイッチを入れてから 45 分後、チャンバー内の温度は 40 °C に設定され、維持されます。試験により、安定化温度ドリフトは、例示的な共振器（図２のＺＱ１）の温度変化１度当たり０．００５℃を超えず、年間０．０２℃を超えないことが示された。したがって、0,005 年以内にデバイスを室内条件で動作させた場合、チャンバー内の温度維持の誤差は 1 °C を超えることはありません。

文学

Malov V. 圧電センサー。 - M.: Energoatomizdat、1989 年。
レビン V.、マリノフスキー V.、ロマノフ S. パルス位相ロックループシステムを備えた周波数シンセサイザー。 - M.: ラジオと通信、1989 年。

著者: V.Solodovnik、M.Cheban

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