デジタル温度計。スキーム、説明

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デジタル温度計。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、さまざまな物体の温度を広範囲にわたって正確に測定するように設計されており、日常生活とテクノロジーの両方での使用に推奨できます。この温度計は、これまでに発表された同様のデバイスとは異なり、K572 シリーズの LSI を使用しているため、要素の数が比較的少なくなります。電源を入れてすぐに使える温度計です。しかし、残念なことに、温度慣性が低いシリアルセンサーがないため、測定プロセスにかなりの時間がかかり（約XNUMX分）、温度計の範囲が多少制限されます。

主な技術的特徴

測定温度の限界、°C	-50 ... + 99.9
基本測定誤差、°C	±0,1
追加の誤差、°С:
0〜+40°Сの範囲の周囲温度の変化から	±0,05
センサーの変更から	±0,1
センサーをデバイスに接続するためのシールドケーブルの最大長 (ケーブル内の各ワイヤの抵抗が 5 オーム以下)、m	300
消費電力、W	3
外形寸法、ミリメートル	120X 110X40

デジタル温度計のブロック図を図 1 に示します。温度センサが配置されている物体の温度の変化はセンサの抵抗の変化を引き起こし、これはブロックＥ１で対応する電圧の変化に変換される。コンバーター U1 は、電流安定器 G1 によって給電されます。 E1ブロックの出力信号はアンプA1によって増幅され、アナログデジタルコンバーター（ADC）U1に供給され、その出力でデジタル表示ユニットH2がオンになり、監視対象の現在の温度が表示されます物体。

デジタル温度計。構造スキーム
構造スキーム

スイッチ SB1 (回路図を参照) は、温度を測定する対象物に取り付けられた温度センサー RK1、RK2 のいずれかを選択します。センサーは、精密抵抗器 R1 - R5 で作成された DC 測定ブリッジのアームの XNUMX つに含まれています。測定温度内でのインジケータ読み取り値の精度と直線性は、主に測定ブリッジに供給される電流の安定性によって決まります。

概略図（クリックして拡大）

ブリッジ供給電流安定器は、DA1.2 オペアンプに基づいています。トリマー抵抗R11を使用すると、出力電流の値を小さな範囲内で変更できます。これにより、温度センサーの抵抗を電圧に変換する勾配を変更し、測定温度の上限を設定できます。 . 下限は同調抵抗 R1 で設定します。

温度に比例する測定ブリッジの対角線からの電圧は、オペアンプDA1.1で作成された差動アンプによって増幅され、その出力からADC入力に供給されます。コンデンサ C1、C2、C4 は、干渉をフィルタリングする役割を果たします。

ADC は BIS K572PV2A に実装されており、「ゼロ」の自動補正と入力信号の極性の自動検出による二重積分の原理に基づいて動作します。選択したオブジェクトの現在の温度に関する情報を運ぶ信号は、1 要素インジケータで表示するのに便利な形式で ADC の出力に表示されます。 3 つの LED インジケータ HG1 - HGXNUMX と LED HLXNUMX で構成されるボードに入ります。

測定対象物のマイナス温度でLEDが点灯します。整数と 2 分の XNUMX 度を区切るために、HGXNUMX インジケーターにコンマが表示されます。

温度計は、変圧器 T220 を介して電圧 1 V の交流ネットワークから電力を供給されます。バイポーラ電源電圧を安定させるために、パラメトリック安定器 VD1R18 および VD2R19 が提供されます。 ADC と電流安定器の基準電圧は、抵抗 R16、R17 の分圧器から取得されます。さらに、コンデンサ C12 によってフィルタリングされます。

デジタル温度計のすべての要素は、コーナーで相互接続された 3 つのプリント回路基板 (図 4 および図 XNUMX を参照) に配置されます。

メイン基板図面

追加基板図

デバイスは、固定抵抗 R2 - R5 - C2-29V-0,125: R18、R19 - MLT-0,5 を使用します。トリマー - SPZ-38、残り - MLT-0,125。コンデンサ C1 - C5、C9 - K73-17-C7、C10、C11 - KT.1; C6、C8 - K10-7; C12-C 14 - K50-6。

指定された精度を維持しながら温度センサーの互換性を確保するために、公称静的特性gr.6114を備えた市販の測温抵抗体ТСМ-6651 GOST 72-23が使用されました。標準センサーがない場合は、自分で作成できます。これを行うには、直径 619 mm の PETV ワイヤーを 0,05 cm 測定します。絶縁マンドレルに二本巻きし、XNUMX 本のフレキシブルリードをセンサーワイヤの一端にはんだ付けし、XNUMX 本の同じリードをもう XNUMX 本にはんだ付けします。

センサーを電源ケーブルの導体に直接はんだ付けできます。各センサーには、ケーブルに XNUMX つの導線が必要です。この接続により、ケーブル導体によって導入された温度誤差を補正できます。

次に、センサーを設置する環境で動作するケースを作り、その中に巻き線の付いたマンドレルを固定し、エポキシ樹脂を充填します。温度 20 °C でのセンサーの抵抗は 57 オームである必要があります。

サイズを小さくするための電源トランスは、PL6,5X12,5x16 (セクション約 3 cm.kv) の 3000 つの磁気回路で構成されています。巻線 I には 2 ターンのワイヤー PEV-0,08 2、II - 130X2 ターンのワイヤー PEV-0,18 111、70 - 2 ターンのワイヤー PEV-0,4 XNUMX が含まれます。電源トランスでは、別の磁気回路を使用することも可能ですが、温度計ケースの高さを高くする必要があります。

K157UD2 マイクロ回路は、K140UD20 と対応する補正回路で置き換えることができます。また、K572PV2 を任意の文字インデックスと共に使用します。

既知の良好な要素から正確に組み立てられた温度計は、調整を必要とせず、測定範囲の境界を確立するだけで済みます。これを行うには、センサーの代わりに、それに相当するもの (抵抗器ストアまたは正確な抵抗器) を含めます。まず、抵抗値が 41,7 オームの抵抗器をオンにし、抵抗器 R1 を使用してディスプレイにマイナス 50 °C の読み取り値を設定します。次に、抵抗器を公称値 75,59 オームの別の抵抗器に交換し、抵抗器 R11 で読み値をプラス 99,9 °C に設定します。キャリブレーション操作を XNUMX 回繰り返す必要があります。

測定温度範囲を 180°C まで拡張する必要がある場合は、もう 324 つの ALSXNUMXB デジタルインジケータを ADC に接続する必要があります。温度計の残りの技術的特性は保持されます。

著者：N.ホメンコフ、A.ズベレフ、オーレル。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

他の記事も見る セクションパワーレギュレーター、温度計、熱安定剤.

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