4 universalios elektroninės termometro grandinės

Čia mes sužinome keturias geriausias elektroninių termometrų grandines, kurios gali būti visuotinai naudojamos kūno temperatūrai arba kambario temperatūrai nuo nulio iki 50 laipsnių Celsijaus matuoti.

Ankstesniame įraše sužinojome keletą išskirtinio temperatūros jutiklio lusto savybių LM35 , kurio išėjimai pateikiami kintama įtampa, tiesiogiai atitinkančia aplinkos temperatūros pokyčius, Celsijaus laipsniais.

Ši savybė ypač lemia siūlomą kambario temperatūrą termometro grandinė labai paprasta.

1) Elektroninis termometras, naudojant vieną IC LM35

Tai tiesiog reikalauja, kad vienas IC būtų prijungtas prie tinkamo judančio ritės tipo skaitiklio, ir jūs pradėsite rodmenis gauti beveik iš karto.

IC LM35 parodys, kad jo išėjimo voltai pakils 10 mv, reaguojant į kiekvieną jį supančios atmosferos temperatūros pakilimą.

Žemiau parodyta grandinės schema paaiškina visa tai, nereikia jokių sudėtingų schemų, tiesiog prijunkite 0-1 V FSD judančio ritės skaitiklį per atitinkamus IC kaiščius, tinkamai nustatykite puodą ir būsite pasirengę kambario temperatūros jutiklio grandinei .

Įrenginio nustatymas

Surinkę grandinę ir atlikę nurodytus sujungimus, galite tęsti termometro nustatymą, kaip paaiškinta toliau:

1. Įdėkite iš anksto nustatytą vidurį.
2. Įjunkite grandinės maitinimą.
3. Paimkite tirpstančio ledo dubenį ir panardinkite IC į ledo vidų.
4. Dabar atsargiai pradėkite reguliuoti išankstinį nustatymą taip, kad skaitiklis parodytų nulį voltų.
5. Atlikta šio elektroninio termometro nustatymo procedūra.

Kai nuimsite jutiklį nuo ledo, jis per kelias sekundes matuoklio kambario temperatūrą pradės rodyti tiesiai Celsijaus laipsniais.

2) Kambario temperatūros stebėjimo grandinė

Antrasis žemiau pateiktas elektroninio termometro dizainas yra dar viena labai paprasta, tačiau labai tiksli oro temperatūros jutiklio matuoklio grandinė.

Naudojant labai universalų ir tikslų IC LM 308, grandinė priverčia reaguoti ir puikiai reaguoti į mažiausius temperatūros pokyčius, vykstančius aplinkinėje atmosferoje.

Sodo diodo 1N4148 naudojimas kaip temperatūros jutiklis

Diodas 1N4148 (D1) čia naudojamas kaip aktyvus aplinkos temperatūros jutiklis. Čia buvo efektyviai išnaudotas unikalus puslaidininkinio diodo, pvz., 1N4148, trūkumas, rodantis įtampos charakteristikų pokytį į priekį, veikiant aplinkos temperatūros pokyčiams, ir šis prietaisas naudojamas kaip efektyvus, pigus temperatūros jutiklis.

Čia pateikta elektroninė oro temperatūros jutiklio matuoklio grandinė yra labai tiksli pagal savo funkciją, kategoriškai dėl minimalaus histerezės lygio.

Čia pateikiamas išsamus grandinės aprašymas ir konstrukcijos įkalčiai.

Grandinės valdymas

Dabartinė elektroninio oro temperatūros jutiklio matuoklio grandinės grandinė yra nepaprastai tiksli ir gali būti labai efektyviai naudojama atmosferos temperatūros svyravimams stebėti. Trumpai panagrinėkime jo grandinės veikimą:

Kaip įprasta, mes naudojame labai universalų „sodo diodą“ 1N4148 kaip jutiklį dėl jo tipiško trūkumo (tiksliau, pranašumo šiuo atveju), kai keičiasi jo laidumo charakteristikos kintant aplinkos temperatūrai.

Diodas 1N4148 gali patogiai sukelti tiesinį ir eksponentinį įtampos kritimą, reaguojant į atitinkamą aplinkos temperatūros padidėjimą.

Šis įtampos kritimas yra maždaug 2 mV kiekvienam temperatūros pakilimui.

Ši konkreti 1N4148 savybė plačiai naudojama daugelyje žemo nuotolio temperatūros jutiklių grandinių.

Remiantis siūlomu kambario temperatūros matuokliu su žemiau pateikta indikatoriaus grandinės schema, matome, kad IC1 yra prijungtas kaip invertuojantis stiprintuvas ir sudaro grandinės širdį.

Jo neinvertuojantis kaištis Nr. 3 laikomas esant tam tikrai fiksuotai atskaitos įtampai Z1, R4, P1 ir R6 pagalba.

Tranzistoriai T1 ir T2 naudojami kaip nuolatinis srovės šaltinis ir padeda išlaikyti didesnį grandinės tikslumą.

Keičiantis IC įėjimas yra prijungtas prie jutiklio ir stebi net mažiausią įtampos kitimo jutiklio diode D1 pokytį. Šie įtampos svyravimai, kaip paaiškinta, yra tiesiogiai proporcingi aplinkos temperatūros pokyčiams.

Juntamą temperatūros svyravimą IC iš karto sustiprina į atitinkamą įtampos lygį ir gauna jo išėjimo kaištyje # 6.

Atitinkami rodmenys tiesiogiai paverčiami Celsijaus laipsniais per 0–1 V FSD judančios ritės tipo matuoklį.

Dalių sąrašas

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = 10K IŠ anksto nustatyta,
• P2 = 100 tūkst. IŠ anksto,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7 V, 400 mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Bendrosios paskirties lenta pagal dydį.
• B1 ir B2 = 9 V PP3 baterija.
• M1 = 0 - 1 V, FSD judančio ritės tipo voltmetras

Grandinės nustatymas

Procedūra yra šiek tiek kritiška ir reikalauja ypatingo dėmesio. Norėdami užbaigti procedūrą, jums reikės dviejų tiksliai žinomų temperatūros šaltinių (karšto ir šalto) ir tikslaus gyvsidabrio stikliniame termometro.

Kalibravimas gali būti baigtas šiais punktais:

Iš pradžių laikykite nustatymus, nustatytus jų viduryje. Prijunkite voltmetrą (1 V FSD) prie grandinės išėjimo.

Šaltos temperatūros šaltiniui čia naudojamas maždaug kambario temperatūros vanduo.

Panardinkite jutiklį ir stiklinį termometrą į vandenį ir užrašykite temperatūrą stikliniame termometre, o ekvivalentišką įtampos rezultatą - voltmetre.

Paimkite dubenį aliejaus, pašildykite iki maždaug 100 laipsnių Celsijaus ir palaukite, kol jo temperatūra nusistovės iki maždaug 80 laipsnių Celsijaus.

Kaip ir aukščiau, panardinkite du jutiklius ir palyginkite juos su aukščiau pateiktu rezultatu. Įtampos rodmuo turėtų būti lygus stiklo termometro temperatūros pokyčiui, kurio vertė yra 10 mililitrų. Negavai? Na, perskaitykime šį pavyzdį.

Tarkime, šaltos temperatūros šaltinio vanduo yra 25 laipsnių Celsijaus (kambario temperatūros), karštas šaltinis, kaip žinome, yra 80 laipsnių Celsijaus. Taigi skirtumas arba temperatūros pokytis yra lygus 55 laipsniams Celsijaus. Todėl įtampos rodmenų skirtumas turėtų būti 55 padaugintas iš 10 = 550 milt voltų arba 0,55 voltų.

Jei ne visai tenkinate kriterijų, sureguliuokite P2 ir toliau kartokite veiksmus, kol galiausiai jį pasieksite.
Nustačius aukščiau nurodytą pokyčio greitį (10 mV / 1 laipsnis Celsijaus), tiesiog sureguliuokite P1 taip, kad skaitiklis rodytų 0,25 voltą esant 25 laipsnių temperatūrai (jutiklis laikomas vandenyje kambario temperatūroje).

Tai užbaigia grandinės nustatymą.
Ši oro temperatūros jutiklio matuoklio grandinė taip pat gali būti efektyviai naudojama kaip kambario elektroninio termometro blokas.

3) Kambario termometro grandinė naudojant LM324 IC

3-asis dizainas yra bene geriausias, kiek tai susiję su sąnaudomis, konstrukcijos paprastumu ir tikslumu.

Norint sukurti šią lengviausią kambario Celsijaus indikatoriaus grandinę, reikia tik vieno LM324 IC, 78L05 5V įprasto IC ir kelių pasyvių komponentų.

Naudojami tik 3 op amperai iš 4 op amperų LM324 .

„Op amp A1“ yra prijungtas, kad būtų sukurtas virtualus pagrindas grandinei, jos efektyviam veikimui. A2 yra sukonfigūruotas kaip neinvertuojantis stiprintuvas, kuriame grįžtamojo ryšio rezistorius pakeičiamas diodu 1N4148.

Šis diodas taip pat veikia kaip temperatūros jutiklis ir nukrinta maždaug 2 mV nuo kiekvieno aplinkos temperatūros pakilimo.

Šį 2 mV kritimą aptinka A2 grandinė ir jis paverčiamas atitinkamai kintančiu potencialu kaištyje Nr. 1.

Šį potencialą dar labiau sustiprina ir buferizuoja A3 invertuojantis stiprintuvas, paduodantis prijungtą 0–1 V volometro bloką.

Voltmetras paverčia nuo temperatūros priklausantį kintantį išėjimą į kalibruotą temperatūros skalę, kad būtų galima greitai gauti kambario temperatūros duomenis per atitinkamus įlinkius.

Visą grandinę maitina vienas 9 V PP3.

Žmonės, tai buvo 3 šaunios, lengvai pastatomos kambario temperatūros indikatoriaus grandinės, kurias bet kuris mėgėjas gali sukurti norėdamas greitai ir pigiai stebėti patalpos aplinkos temperatūros svyravimus naudodamas standartinius elektroninius komponentus ir neįtraukdamas sudėtingų „Arduino“ įrenginių.

4) Elektroninis termometras naudojant IC 723

Kaip ir aukščiau pateiktas dizainas, taip pat silicio diodas naudojamas kaip temperatūros jutiklis. Silicio diodo jungties potencialas sumažėja maždaug 1 milivoltu už kiekvieną laipsnį Celsijaus, o tai leidžia nustatyti diodo temperatūrą apskaičiuojant jo įtampą. Konfigūruotas kaip temperatūros jutiklis, diodas siūlo didelio tiesiškumo ir mažos laiko konstantos pranašumus.

Jis gali būti papildomai įgyvendinamas plačiame temperatūros diapazone, nuo -50 iki 200 C. Kadangi diodo įtampą reikia įvertinti gana tiksliai, reikia patikimo etaloninio maitinimo šaltinio.

Tinkamas pasirinkimas yra įtampos stabilizatorius IC 723. Nors absoliuti zenerio įtampos ti vertė šiame IC gali skirtis nuo IC, temperatūros koeficientas yra labai mažas (paprastai 0,003% vienam C laipsniui).

Papildomai, žinoma, kad 723 stabilizuojasi 12 voltų maitinimas visoje grandinėje. Atkreipkite dėmesį, kad grandinės schemoje esantys kaiščių numeriai tinka tik IC 723 dvigubos linijos (DIL) variantui.

Kitas IC, 3900, apima keturračius stiprintuvus, kuriuose naudojami tik pora. Šie suprojektuoti op stiprintuvai Norėdami dirbti šiek tiek kitaip, jie yra sukonfigūruoti kaip srovės varikliai, o ne kaip įtampa. Geriausiai įvestį galima būtų laikyti tranzistoriaus baze bendros spinduolio konfigūracijoje.

Todėl įėjimo įtampa dažnai būna apie 0,6 voltų. R1 yra sujungtas su etalonine įtampa ir pastovi srovė juda per šį rezistorių. Dėl didelio atviros kilpos stiprinimo op stiprintuvas gali pritaikyti savo išvestį, kad į invertuojančią įvestį patektų ta pati srovė, o srovė per temperatūros jutimo diodą (D1) išliktų pastovi.

Ši sąranka yra svarbi dėl to, kad diodas iš esmės yra įtampos šaltinis, turintis tam tikrą vidinę varžą, o bet koks per ją judančios srovės nuokrypis gali sukelti įtampos kitimą, kuris gali būti klaidingai išverstas kaip temperatūros kitimas. Taigi išėjimo įtampa 4 kaištyje yra tokia pati kaip ir invertuojančios įvesties įtampa, taip pat įtampa aplink diodą (pastarasis keičiasi priklausomai nuo temperatūros).

C3 slopina svyravimus. IC 2B kaištis 1 yra pritvirtintas prie fiksuoto atskaitos potencialo, todėl pastovi srovė juda į neinvertuojančią įvestį. Keičiantis IC 2B įėjimas yra prijungtas R2 pagalba prie IC 2A išėjimo (4 kaištis), kad jį valdytų nuo temperatūros priklausanti srovė. IC 2B padidina skirtumą tarp įėjimo srovių iki tokios vertės, kad įtampos nuokrypį jo išėjime (5 kontaktas) būtų galima greitai nuskaityti 5–10 voltų f.s.d. voltmetras.

Jei naudojamas skydinis matuoklis, gali reikėti sukonfigūruoti Omo dėsnį, kad būtų galima nustatyti serijos varžą. Jei 100 uA f.s.d. naudojamas skaitiklis, kurio vidinė varža yra 1200, bendras 10 V visos skalės deformacijos pasipriešinimas turi atitikti apskaičiavimą:

10 / 100uA = 100K

R5 turi būti 100 k - 1k2 = 98k8. Geriausiai tiks artimiausia bendra vertė (100 k). Kalibravimą galima atlikti taip, kaip paaiškinta toliau: nulinį tašką iš pradžių fiksuoja P1, naudodamas temperatūros jutiklį, panardintą į tirpstančio ledo dubenį. Po to galima nustatyti visišką įlinkį su P2, todėl diodą galima panardinti į karštą vandenį, kurio temperatūra yra nustatyta (tarkime, verdančio vandens, išbandyto su bet kuriuo standartiniu termometru, temperatūra būtų 50 °).