過熱センサー60度10秒スキーム、説明

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過熱センサー、60℃で10秒間。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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説明されているデバイスは、温度-周波数離散アクションコンバーターです。構造上、これは自動発電機であり、その正帰還ループには、感知素子が含まれる超音波通信線が含まれています。それらはポリマー自己リセットヒューズです。

このようなヒューズの電気特性だけでなく音響特性の温度依存性により、発振器の発振周波数が変化します。このセンサーは、爆発環境にある物体の温度許容制御用のデバイスの一部として機能するように設計されていますが、緊急火災警報デバイスなど、他の同様のシステムでも使用できます。感応素子と電子ユニットとの接続は音響的であるため、測定回路内の電流の流れと制御領域でのスパークの可能性は排除されます。

主な技術的特徴

応答温度、°С、以下…60
応答時間、s、以下... 10
出力電圧範囲、V、以上…5
供給電圧、V…27±3
消費電流、mA、以下... 100

このデバイスは、サウンドガイドのブレークに含まれる高感度エレメントで構成され、放出および受信圧電トランスデューサ、パワーアンプ、プリアンプ、およびプリアンプの出力を入力に接続するフィードバック回路の間に超音波通信ラインを形成します。パワーアンプ。放射トランスデューサーは、サウンドガイド内の音波を励起します。音響波は、敏感な要素を通過して受信トランスデューサーに到達し、受信トランスデューサーが電気信号に変換します。プリアンプによって増幅されたこの信号は、フィードバック回路を介してパワーアンプの入力に供給されます。

正のフィードバックの結果として、システムで自励発振が発生します。センサーの高感度要素は、特定の温度で音響インピーダンスが急激に変化する材料でできています。その結果、発振周波数の急激な変化が発生し、過熱の信号として機能します。過熱の原因が取り除かれた後、敏感な要素の温度が下がり、通信ラインの音響抵抗、および発振周波数が元の値に戻ります-センサーは再び動作する準備ができています。センサー回路を図1に示します。 XNUMX。

図1 (クリックして拡大)

パワーアンプはトランジスタ VT1 ～ VT4 を使用して作成されます。その電圧利得は、抵抗器 R6 と R4 の抵抗比によって決まります。発信用圧電トランスデューサ BQ1 はアンプの出力に接続され、サウンドガイドおよび感知素子 BK1 を介して受信用圧電トランスデューサ VM1 に音響的に接続されています。コンデンサ C1 と C4 は分離コンデンサです。ダイオード VD1 と VD2 は、トランジスタ VT3 と VT4 のバイアス電圧を設定します。パワーアンプは、DA20 チップ上の 1 V 電圧レギュレータによって電力を供給されます。コンデンサ C3 は、電源回路のフィルタコンデンサです。

プリアンプは、オペアンプ DA3 に組み込まれています。オペアンプの電源はユニポーラであるため、抵抗R10、R11、およびR13の助けを借りて、電源電圧の半分に等しいバイアスが非反転入力に適用されます。コンデンサ C6 は、バイアス回路のブロッキングコンデンサです。抵抗 R12 は、オペアンプの動作モードを設定します。抵抗 R14 ～ R16 とコンデンサ C7 は、プリアンプのゲインを設定する負帰還回路を形成します。この増幅器の出力は、コンデンサ C9 を介して電力増幅器の入力に接続され、正帰還回路が完成します。コンデンサ C10 が切り離されています。プリアンプは、DA15 チップ上の 2 V 電圧レギュレーターから電力を供給されます。コンデンサ C5 は電源回路のフィルタ要素です。 BK1 センシングエレメントは、Bourns MULTIFUSE ポリマーリセッタブルヒューズです。冷却された状態では、それを満たすポリマーの構造は結晶格子に似ています。加熱すると変化するため、特定の温度に達すると、ポリマーの電気伝導率だけでなく、音響抵抗も急上昇します。

センサー部品のほとんどは、メッキ穴のあるブレッドボード上にあり、取り付けは細い絶縁ワイヤーで行われます。ボードは、圧電トランスデューサが取り付けられている金属ケースに配置されます。センサーの敏感な要素は外側にあり、サウンドガイド（直径0,8 mm、長さ1 mの鋼線で作られたU字型のエルボー）によって圧電トランスデューサーに接続されています。サウンドガイドの両端圧電トランスデューサの作業面にはんだ付けされています。敏感な要素は、その曲がりの場所でサウンドガイドのギャップにはんだ付けされています。

センサーは酸化タンタルコンデンサK53-52を使用しますが、K53-4などの他のコンデンサを使用することもできます。セラミックコンデンサ-K10-176（またはKM-3-KM-6）。固定抵抗C2-33（交換の可能性-C2-23、MLT、OMLT）。トリマ抵抗-SPZ-39a（またはSPZ-37、RP1-48）。ダイオードKD522Bは、KD503、KD521シリーズなどの他のシリコンダイオードと交換できます。 KT503Gトランジスタは、同じシリーズのトランジスタ、または同様のパラメータを持つ他のシリーズのシリコンデバイスに置き換えることができます。 KT814GとKT815Gは、それぞれ同じシリーズまたはシリーズKT816とKT817のトランジスタに置き換えることができます。輸入されたマイクロ回路L7815、L7820の代わりに、国内のマイクロ回路KR142EN8VおよびKR142EN9Aをそれぞれ使用できます。

圧電音響トランスデューサーBQ1、BM1-パッケージ化されていない34.7出力の外国製（おそらくタイプFML-2.9T-1B025-L）。リセット可能なヒューズMF-R16は、Raychemf/TycoまたはLittleFuseの同様のヒューズと交換できます。センサーのセットアップは、正帰還ループでチューニング抵抗R1をこのようなゲインに設定することで構成され、安定した生成が観察されます。パワーアンプの出力の信号は正弦波であり、わずかな両面制限があります。敏感な要素VK20の温度を上げることにより、その値は固定され、そこで発振周波数の急激な変化が発生します。検出素子が冷えたら、周波数が元の値に戻ることを確認する必要があります。著者のバージョンのセンサーでは、+12,9°Cの敏感な要素の温度で生成される振動の周波数は40kHzに等しく、温度が+ 85,3°Cに達すると、XNUMXkHzに急激に増加しました。

著者：O。イリン、カザン、タタールスタン; 出版物：cxem.net

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