3.1 ТЕРМОСТАТ.

Термостати широко використовуються в науці і техніці для різних цілей. У побуті постійну (низьку) температуру підтримує холодильник. Радіоаматори використовують термостати для перевірки працездатності своїх конструкцій при різній температурі. Конструктивно аматорський термостат представляє собою коробку з пакувального пінопласту (володіє дуже низькою теплопровідністю), всередині якої розміщується термодатчик Rt, нагрівальний елемент Rh і досліджувана схема. Функціональна схема термостата зображена на рисунку 3.1.

Програма 3.1, що забезпечує роботу термостата, складається з підпрограми що виконує вимірювання температури, підпрограми описує залежність частоти від температури та підпрограми формує на виході комп'ютера, призначеному для запису на магнітофон, сигнал у вигляді змінної напруги заданої тривалості. Програма має вигляд:

Програма З.1.

10 CLEAR 65300: DIM A(64)

20 FOR 1-1 ТО 1964

30 READ A (l): POKE (65300 +1) Л (1)

40 NEXT I

50 DATA 243,1,0,0,17,141,55,219

60 DATA 254,203,119,40,10,0,0,0

70 DATA 19,122,183,32,242,24,7,0

80 DATA 19,3,122,183,32,8,33,85

90 DATA 255,112,35,113,251,201,219,254

100 DATA 203,119,40,10,0,0,0,19

110 DATA 122,183,32,211,24,232,0,0

120 DATA 0,19,122,183,32,232,24,222

125 INPUT “Tmax= “;T

130 PRINT AT 9,6;”TEMPER.:”;AT 9,26.”(C)”

135 PRINT AT 12,6;*T max = “AT 9,26,”(C)”

140 OUT 254,7. RANDOMIZE USR 65301

150 LET F=256*PEEK 65366+PEEK 65366-1

160 IF F<0 THEN LET F=0

165 GO SUB 2000

170 PRINT AT 9,16;” “AT 9,16,INT(C)

175 IF T>C THEN GO SUB 1000

177 PAUSE 1000

180 GO TO 140

1000 FOR N = 1 TO 1000

1010 OUT 254,24

1020 OUT 254,0

1030 NEXT N

1040 RETURN

2000 IF F<1600 THEN LET C=F/20-40

2010 IF F>-1600 THEN LET C=F/40

3000 RETURN

Як нагрівальний елемент можна використовувати резистор потужністю 5 – 10 Вт або відповідну лампу розжарювання. Харчування нагрівального елемента здійснюється від окремого джерела живлення з напругою 10 – 20 В. Перед початком роботи необхідно провести калібрування пристрою. Для цього терморезистор попередньо ізолюють декількома шарами нітролаку або нігроклея і вміщують у посудину з водою, яку повільно нагрівають від кімнатної температури до кипіння. Температуру контролюють термометром. За отриманими результатами будують калібрувальний графік (див. ріс.1.10). Знаючи необхідну температуру, можна за графіком визначити відповідну їй частоту. Цю частоту і потрібно підставити в програму 3.1. Якщо точно відома формула, що описує залежність частоти від температури, то її можна використовувати в програмі для обчислення частоти по заданій температурі:

2000 LET C=…

Отриману при калібруванні у вигляді таблиці функціональну залежність можна записати в програмі таким чином:

2000 LET F=INT F

2005 IF F = 2010 THEN С = 25.7

2010 IF F = 2011 THEN С = 25.725

2020 IF T = 2012 THEN С = 25.75

і так далі.

Цей метод незручний тим, що потрібна велика кількість вимірювань і введення великої кількості рядків у програму.

Більш простим є метод кусково-лінійної апроксимації. Він заснований на тому, що крива на графіку замінюється відрізками прямих ліній. Графік у цьому випадку будується так. Вимірюється значення частоти перетворювача, наприклад через 10 градусів. Отримані точки наносяться на графік і з'єднуються прямими лініями. Прямі лінії на графіку описуються простими формулами. Припустимо, що при калібруванні ми отримали, що температурі 30 градусів відповідає частота 1400 Гц, температурі 40 градусів -1600 градусів, а температурі 50 градусів 2000Гц. Тоді в інтервалі температур 30 – 40 градусів залежність буде такою:

F = 1400+(t – 30) *(1600 – 1400)/(40 – 30) -800 + 20*t

t = F/20 – 40 В інтервалі температур 40 – 50 градусів:

F – 1600+(t – 40) *(2000 – 1600)/(50 – 40) – 40*t

t = F/40 У програмі це може бути записано у вигляді наступних рядків:

2000 IF F>1400 AND F<1600 THEN LET C=F/20-40

2010 IF F>-1600 AND F<2000 THEN LET C=F/40

Якщо температура 50 градусів є найбільшою, яку вдалося виміряти, то можна отриману залежність екстраполювати на більш високі температури. Для цього рядок 2010 має виглядати так:

2010 IF F> -1600 THEN LET С = F/40

Аналогічно, для температур нижче 30 градусів можна використовувати: 2000 IF F <1400 THEN LET C = F/20-40

Природно, чим більше короткими відрізками прямих замінюється крива, тим менше погрішність. Як і в попередніх програмах, в дану програму можна ввести звукову сигналізацію і відлік часу.