На рис. 4.5 приведена принципова електрична схема електронного термометра, зібраного на одній мікросхемі. Термометр призначений для широкого застосування в побуті, виробництві і на садово-городніх ділянках. Він може бути використаний для вимірювання температури в приміщеннях, закритих об'ємах, в парниках та теплицях, зерносховищах, термостатах, призначених для зберігання овочів і картоплі, а також в сільських лазнях і саунах. Багатофункціональний застосування термометра забезпечує у всіх випадках високу точність вимірювання температури.

Працює електронний термометр від мережі змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц, але для харчування може бути використана також і акумуляторна батарея середньої або великої місткості з напругою живлення 12 В, яка повинна забезпечувати безперебійну і тривалу роботу автономному режимі. Датчик електронного термометра може бути розташований від джерела живлення і пульта управління на відстані до 50 м, при цьому з'єднують провідники повинні мати високу електричну міцність ізоляції і підвищену величину поперечного перерізу провідника.

Пристрій включає до свого складу вхідний ланцюг, мережевий понижуючий трансформатор харчування 77, випрямляч, зібраний на чотирьох діодах VDI—VD4, Електронну схему термометра і активний датчик.

Підключається термометр до мережі змінного струму за допомогою електричного з'єднувача XI типу «вилка» і штепсельного роз'єму. Вмикається і вимикається пристрій перемикачем S1 кнопкового типу П2К, але може бути використаний і тумблер. На вході приладу встановлений плавкий запобіжник FI, Що захищає

Рис. 4.5. Схема електронного термометра підвищеної точності вимірювань.

вхідні ланцюги і термометр від коротких замикань і перевантажень, що виникають при неправильному монтажі і помилки при з'єднанні перемичок і обмоток трансформатора.

Мережевий понижуючий трансформатор уніфікованої конструкції 77 відноситься до числа найбільш поширених трансформаторів серії ТИП, що використовуються для живлення РЕУ, що виготовляються на ППП і ІМС. Мережевий трансформатор 77 виготовляється у виконанні усекліматичного, витримує різні кліматичні та механічні навантаження і може працювати в самому широкому діапазоні температур – при відносній вологості повітря до 98% і температурі 22 ° С.

У конструкції електронного термометра може бути застосований також і саморобний мережевий трансформатор, моточні дані якого наведено в табл. 4.5.

Таблиця 4.5. Моточні дані мережевого понижуючого трансформатора пмтанія, застосованого в електронному термометрі підвищеної точності вимірювань

Позначення трансформатора на схемі і тип конст

Магніто-

провід, марка сталі і товщина, мм

Обмотка

Висновки

Марка і діаметр проводу, мм

Число витків

Опір постійному струму, Ом (граничне Відхи

рукции

 

 

 

 

ня ± 15%)

77, бро

ШЛ20Х32

I

2—9

ПЕВ-2; 0,18

2840

380

Невою, з однією котушкою, залитий

або

УШ16X32; 3312; 0,35; ві

Екран

II і V

0

11 — 18

ПЕВ-2; 0,21 ПЕВ-2; 0,47

1 шар 168

2,8

у форму

тієї стрічковий або шихтованний

 

 

 

 

 

Мережевий трансформатор 77 характеризується стабільними електричними параметрами і високими експлуатаційними характеристиками, забезпечує задані параметри випрямленої напруги постійного струму, повну гальванічну розв'язку вторинних ланцюгів термометра від первинної мережі змінного струму і додаткову електробезпека при роботі з вихідним низьким напругою і незначним струмом навантаження.

Випрямляч постійного струму виконаний по однофазної двухполуперіодної мостовою схемою на чотирьох діодах VD1—VD4, працює на ємнісне навантаження, зібрану на електролітичному конденсаторі С /, який, у свою чергу, є фільтром, що згладжує пульсації випрямленої напруги. Схема випрямляча характеризується високим ступенем використання габаритної «потужності трансформатора, підвищеною частотою пульсації випрямленої напруги і порівняно невеликим зворотним напругою на комплекті випрямних діодів VD1—VD4. Випрямні діоди зібрані на окремій гетінаксовой платі і з'єднані між собою відповідно до схеми.

В електронному термометрі використані наступні комплектуючі ЕРЕ та вироби: мережний понижуючий трансформатор живлення 77 типу ТПП259-127/220-50; транзистори VT1 типу КП303Е, VT2 — КТ316Д; випрямні діоди VD1—VD4 типу Д105А; стабілітрон VD5 типу Д814А; ІП міліамперметр РА1 типу М4204 зі шкалою 100 мкА; ІМС DA1 типу К553УД1; конденсатори С / типу K50-3-25B-100 мкФ, С2 – К10-7B-M1500-1000 пФ, СЗ – К10-7В-ПЗЗ-100 пФ; резистори R1 типу ВСА-0 ,25-10 кОм, R2 – ВСА-0 ,25-1, 8 кОм, R3 — ВСА-0 ,25-1 кОм, R4 – ВСА-0 ,25-1 кОм, R5 — СПЗ-4М-0, 25Вт-А-1 кОм, R6 – ВСА-0 ,25-510 Ом, R7 — ВСА-0 ,25-51 Ом, R8 – ВСА-0,25-2,7 кОм, R9 – СПЗ-4М-0, 25Вт-А-470 Ом, R10 — ВСА-0 ,25-15 кОм; плавкий запобіжник FJ типу ПМ-1-0, 25 А; електричні з'єднувачі XI типу «вилка», Х2 і ХЗ типу КМЗ-1 приладові; перемикачі SI типу П1Т-1-1, S2 – П2Т-1-1; індикаторна лампочка HI типу МН-6, ЗВ-0, 22 А.

Активними елементами пристрою є датчик температури і лінійний підсилювач струму, що працюють від джерела зразкового напруги. Як датчик температури використаний кремнієвий транзистор VT2, який включений як випрямний діод. Струм, що протікає через датчик після включення пристрою в мережу, лінійно залежить від температури. При зміні температури сигнал датчика надходить на інвертується вхід лінійного підсилювача, зібраного на ОУ DA1. Сигнал передається на лінійну шкалу міліамперметра РА1, включеного в вихідний ланцюг ОУ, з якої знімаються свідчення в градусах.

Зразкове напругу, що виробляється стабілітроном VD5, Подається на неінвертуючий вхід DA1. У виробленні зразкового напруги бере участь також польовий транзистор 1 / 77. Ця схема забезпечує стабілізовану вихідну напругу, яка практично

не змінюється при кидках струму і не впливає на працездатність електронного термометра. Він продовжує точно показувати зміни температури або зміни напруги на конденсаторі С / в межах від 12 до 20 В. Пристрій можна підключити до автономного джерела живлення в точках А до Б з напругою від 9 до 25 В. Перемикач S2 дозволяє перемикати термометр на вимірювання температури від 0 до 125 ° С або від 125 до 0 ° С.

Регулювання електронного термометра починають по суті з підбору транзистора VT2. Найкраще підбирати транзистори з допомогою виготовленого і налагодженого термометра. Спочатку транзистори перевіряють при температурі 20 ° С. Після його підключення до приладу стрілка вимірювача повинна показувати температуру 20 ° С. Після цього транзистор послідовно нагрівають до будь-яких проміжних температур, відзначаючи показання стрілки на шкалі приладу. Далі перевіряється другий транзистор, який також підключається до контактів Х2 і ХЗ. Якщо при кімнатній температурі 20 ° С показання приладу співпадуть, то такий транзистор включається в схему.

При виготовленні електронного термометра можна використовувати інші комплектуючі ЕРЕ, не погіршують основні електричні параметри та якісні характеристики пристрою. Резистори типу ВСА можна замінити на резистори типів Улі, МТ, С1-4; конденсатори типу КЮ-7В – на КД-1, КМ-5, КМ-6, КЮ-23, К40У-9; мікросхему типу К553УД1 – на К155, К140УД5, К140УД6, К153УД1 , У153УД2; зазначені вище перемикачі – на перемикачі типу П2К; змінні резистори – на СП-1.

Конструкція електронного термометра являє собою практично два самостійних вироби. Перша складальна одиниця – це винесений на відстань термодатчик, виконаний в різному конструктивному виконанні за бажанням домашнього майстра. Друга складальна одиниця – це власне ІП з харчуванням і стрілочним індикатором.

Технічна характеристика

електронного термометра підвищеної точності вимірювань

Номінальна напруга живильної мережі змінного струму, В 220

Номінальна частота живильної мережі змінного струму, Гц 50

Межі зміни напруги живильної мережі змінного струму, що забезпечують стійку

експлуатацію електронного термометра, В ………… 160-250

Межі зміни частоти живильної мережі

змінного струму, Гц ……………………………………. 48-52

Коефіцієнт нелінійних спотворень живильної мережі

змінного струму,%, не більше ………………………… 12

Напруга автономного живлення, В …………………. 10-20

Напруга змінного струму на вихідних обмотках мережевого трансформатора 77, В, на висновках:

11 і 12………………………………………….. …………….. 5

13 і 14………………………………………….. ……………. 5

15 і 16………………………………………….. …………… 10

17 і 18 ……………………………………….. ……………… 10

19 і 20………………………………………….. ………….. 2,6

21 і 22………………………………………….. ……………. 2,6

Потужність трансформатора Г /, Вт ……………………. 31

Межі вимірювання температури в залежності від положення перемикача S2 і застосовуваного в термометрі датчика-транзистора, ° С:

при замкнутих контактах / і 2 ………………………. 0-125

при замкнутих контактах 1 і 3 ……………………… 125-0

Струм, споживаний пристроєм в режимі вимірювання

температури, мВт, не більше ……………………………… 10

Струм повного відхилення стрілки ІП, мА …………… 0-2 мА

Похибка ізмереній.во всьому діапазоні

вимірюваних температур, ° С ……………………………. 0,5

Максимальна довжина з'єднувального кабелю від датчика температури до джерела

електроживлення, м ……………………………………….. . 50

Перешкодозахищеність пристрою при впливі

зовнішнього електромагнітного поля, дБ, не менш. . .80 Опір ізоляції струмоведучих провідників та інших частин електронного термометра

щодо корпусу, МОм …………………………… 20

Ккд,%, не менше …………………………………….. ……… 94

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.