隔離されたセンサーが付いている熱安定装置。スキーム、説明

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独立したセンサーを備えた熱スタビライザー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ヒーターのスイッチング素子としてトライアックを使用した熱安定装置を開発する場合、測定回路を電気ネットワークから絶縁することに細心の注意を払う必要があります。ほとんどの場合、このためにフォトカプラがトライアック制御回路に取り付けられ、温度測定ユニットには 50 Hz の主電源周波数で動作する降圧変圧器を介して電力が供給されます。著者は、フォトカプラやネットワークトランスを使用せずに、同時にデバイスの重量と寸法を大幅に削減できる、この問題に対する独自の解決策を提案しています。

図に示す回路に従って組み立てられたサーモスタットは、ネットワークに電気的に接続され、ヒーターをスイッチングする VS1 トライアック制御ユニット (DD1 マイクロ回路、VT1、VT2、VT4 トランジスタ) とセンサーユニットの 1 つの部分に分割できます。 (RK1 サーミスタ、DA3 チップ、トランジスタ VT1)、高周波トランス TXNUMX によってネットワークから絶縁されています。

断熱センサー付き温度安定器

トライアック制御ユニットは、「クエンチング」コンデンサ C1 を備えた半波整流器から電源電圧を受け取ります。整流された電圧はツェナーダイオードVD1により安定化されます。要素 DD1.1、DD1.2 には、周波数約 10 kHz のパルス発生器が組み込まれています。トランジスタ VT1 のカスケードは、変圧器負荷を備えたパルス増幅器です。その特徴は、抵抗器 R8 の両端の電圧降下が、変圧器 T1 の二次巻線に負荷がかかる抵抗に依存することです。したがって、無負荷時には閉じているトランジスタVT2は、巻線IIから消費される電流の増加とともに開きます。

クエンチング抵抗器 R3 を備えたツェナーダイオード VD10 と素子 DD1.3 は方形パルスを形成し、その立ち上がりと立ち下がりは主電源電圧がゼロを通過する瞬間と一致します。トランジスタ VT2 が閉じると、コンデンサ C6 回路が開き、同じ信号が DD1.4 素子の両方の入力で受信され、素子の出力のレベルはローになります。トランジスタ VT4 とそれとともにトライアック VS1 が閉じます。ソケット XS1 に接続されているヒーターには主電源電圧が供給されていません。

トランジスタ VT2 が開いているとき、積分回路 R14C6 は入力 6 DD1.4 に到着するパルスをわずかに遅延させます。その結果、約 0,3 ms の持続時間のパルスがこの素子の出力に現れ、これは入力 4 DD1 のゼロクロスと一致します。主電源電圧。トランジスタ VTXNUMX 上のアンプを通過すると、各半サイクルの開始時のパルスがトライアック VSXNUMX を開きます。ヒーターはネットワークに接続されています。

したがって、ネットワークから隔離された変圧器Ｔ１の巻線ＩＩに接続される負荷を変更することによって、ヒータを制御することが可能である。 VD1 ダイオードを使用して整流されたこの巻線の電圧は、オペアンプ DA4 と抵抗ブリッジによって供給されます。抵抗ブリッジの肩の 1 つはサーミスター RK1 です。温度に依存するブリッジの不平衡電圧は、オペアンプの入力に供給されます。その結果、指定された電圧レベルを下回る温度では、出力 DA1 は High になり、指定された電圧レベルを超えると Low になります。温度閾値は可変抵抗器 R2 によって設定されます。

オペアンプによって消費される電流 (約 1 mA) はほとんど変化しないため、DA1 出力の電圧レベルの変化だけではトライアック VS1,4 が開くことはありません。可変負荷の役割は、コレクタ回路の HL3 LED を備えたトランジスタ VT1 のカスケードによって実行されます。温度がしきい値を下回ると、トランジスタ VT3 が開き、LED がオンになり、消費電流が 7 mA に増加します。トランジスタ VT8 のエミッタ回路の抵抗 R1 での電圧降下は比例して増加し、ヒータがオンになります。

変圧器 T1 の磁気回路は鋼 ShZx6、巻線 I は 600、II は PEV-1000 2 の 0,08 ターンです。巻線の間にワニスを塗った布を 1 層または 4 層敷き、完成したコイルにパラフィンまたは耐湿ワニスを含浸させることにより、絶縁に特に注意を払う必要があります。サーミスタ RK1 - MMT-512。ツェナーダイオード VD3 は KS7A に置き換えることができ、安定化電圧 9 ～ 1 V の低電力ダイオードを VD73 として使用できます。表示された動作電圧以上のコンデンサ C17 - KXNUMX-XNUMX または同様のものを使用できます。図の中で。残りの詳細は一般的に使用されます。

構造的には、熱安定装置は単一ユニットの形で作ることも、最大数メートルの長さの XNUMX 線ケーブルで互いに接続された制御装置と温度センサーという XNUMX つの別個のユニットの形で作ることもできます。後者のオプションは、温度センサーをかなりの距離から取り出す必要がある大規模な施設 (野菜店、温室) に最も便利です。

調整時には、ヒーターの代わりに通常の白熱電球をXS1ソケットに接続することをお勧めします。これにより、デバイスの動作を視覚的に制御できるようになります。トライアック制御ユニットの調整は、ポテンショメータ R8 の調整抵抗器のエンジンを、HL0,8 LED が点灯しているときはその電圧が少なくとも 1 V になり、それ以外の場合は 0,3 V 以下になるような位置に設定することにあります。

可変抵抗器 R2 のスケールを校正する場合、サーモスタットをネットワークに接続することはできません。センサーノードは変圧器T1の巻線IIから切り離され、9 ... 12 Vの定電圧源から電力が供給されます（プラス - ダイオードVD4とLED HL1のアノードに、マイナス - DA4マイクロ回路のピン1に））。サーミスター RK1 は、既知の温度の環境に置かれます (従来の実験室用温度計によって制御されます)。可変抵抗器の軸をゆっくりと回転させ、HL1 LED の点火または消灯の瞬間を固定し、目盛りに適切な印を付けます。この手順をいくつかの異なる温度で繰り返します。図に示されている抵抗器 R1 および R2 の値は、約 0 ～ 40 °C の温度範囲に対応しています。抵抗の値を変更することで、これらの境界を希望の方向に移動できます。卒業後、センサーは再び変圧器 T1 に接続されます。

著者：S.Bezyulev、シェベキノ、ベルゴロド地域

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