4 univerzalna elektronička kruga termometra

Ovdje doznajemo četiri najbolja kruga elektroničkog termometra koji se mogu univerzalno koristiti za mjerenje tjelesnih temperatura ili atmosferskih sobnih temperatura u rasponu od nula stupnjeva do 50 Celzijevih stupnjeva.

U prethodnom postu saznali smo neke od značajki izvanrednog čipa senzora temperature LM35 , koji daje izlaze u različitim naponima koji su izravno ekvivalentni promjeni temperature okoline, u Celzijusu.

Ova značajka posebno čini izgradnju predložene sobne temperature krug termometra jako jednostavno.

1) Elektronički termometar pomoću jednog IC LM35

Potrebno je samo da jedan IC bude povezan s odgovarajućim tipom brojila s pokretnom zavojnicom, a očitavanja počinjete dobivati ​​gotovo odmah.

IC LM35 pokazat će vam porast izlaznih volti za 10 mv kao odgovor na svaki stupanj porasta temperature atmosfere koja ga okružuje.

Dijagram spojeva prikazan u nastavku sve objašnjava, nema potrebe za kompliciranim sklopovima, samo spojite mjerač zavojnice s pokretnom zavojnicom od 0-1 V preko odgovarajućih pinova IC, postavite lonac na odgovarajući način i spremni ste s krugom osjetnika sobne temperature .

Postavljanje jedinice

Nakon što sklopite krug i završite s prikazanim spojevima, možete nastaviti s podešavanjem termometra kako je objašnjeno u nastavku:

1. Postavite unaprijed postavljenu postavku u srednji raspon.
2. UKLJUČITE napajanje kruga.
3. Uzmite posudu s ledom koji se topi i uronite IC unutar leda.
4. Sada pažljivo započnite s podešavanjem unaprijed postavljene vrijednosti, tako da mjerač očita nulu volti.
5. Završen je postupak postavljanja ovog elektroničkog termometra.

Jednom kada uklonite senzor s leda, za nekoliko sekundi počet će prikazivati ​​trenutnu sobnu temperaturu preko metra izravno u Celzijusu.

2) Krug za nadzor sobne temperature

Ovdje je predstavljen drugi dizajn elektroničkog termometra, još jedan vrlo jednostavan, ali vrlo precizan mjerni krug osjetnika temperature zraka.

Korištenje vrlo svestranog i preciznog IC LM 308 čini da krug reagira i izvrsno reagira na najmanje promjene temperature koje se događaju u njegovoj okolnoj atmosferi.

Korištenje vrtne diode 1N4148 kao temperaturnog senzora

Dioda 1N4148 (D1) ovdje se koristi kao aktivni osjetnik temperature okoline. Ovdje je učinkovito iskorišten jedinstveni nedostatak poluvodičke diode kao što je 1N4148 koja pokazuje promjenu karakteristika naprijednog napona s utjecajem promjene temperature okoline, a ovaj se uređaj koristi kao učinkovit, jeftin temperaturni senzor.

Ovdje predstavljeni elektronički mjerni krug osjetnika temperature zraka vrlo je precizan u svojoj funkciji, kategorički zbog svoje minimalne razine histereze.

Cjelovit opis sklopa i ovdje nabrojani tragovi konstrukcije.

Kružni rad

Sadašnji krug elektroničkog mjernog kruga osjetnika temperature zraka izuzetno je precizan i može se vrlo učinkovito koristiti za praćenje varijacija atmosferske temperature. Kratko proučimo njegovo funkcioniranje kruga:

Ovdje kao i obično koristimo vrlo svestranu „vrtnu diodu“ 1N4148 kao senzor zbog svog tipičnog nedostatka (ili bolje rečeno prednosti u ovom slučaju) promjene njegovih karakteristika vođenja pod utjecajem različite temperature okoline.

Dioda 1N4148 udobno može proizvesti linearni i eksponencijalni pad napona na sebi kao odgovor na odgovarajuće povećanje temperature okoline.

Ovaj pad napona je oko 2mV za svaki stupanj porasta temperature.

Ova posebna značajka 1N4148 intenzivno se koristi u mnogim krugovima osjetnika temperature niskog raspona.

Pozivajući se na predloženi monitor sobne temperature s dolje navedenim dijagramom kruga, vidimo da je IC1 ožičen kao invertirajuće pojačalo i čini srce kruga.

Njegov neokretni zatik # 3 drži se na određenom fiksnom referentnom naponu uz pomoć Z1, R4, P1 i R6.

Tranzistor T1 i T2 koriste se kao izvor stalne struje i pomažu u održavanju veće točnosti kruga.

Invertirajući ulaz IC spojen je na senzor i nadzire i najmanju promjenu promjene napona na diodi senzora D1. Ove varijacije napona, kako je objašnjeno, izravno su proporcionalne promjenama temperature okoline.

Osjetljiva varijacija temperature se trenutno pojačava u odgovarajuću razinu napona od strane IC-a i prima na svom izlaznom zatiču # 6.

Relevantna očitanja izravno se prevode u Celzijeve stupnjeve pomoću mjerača tipa pokretne zavojnice 0-1V FSD.

Popis dijelova

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = 10K PRETHODNO,
• P2 = 100K PRETHODNO,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7 V, 400 mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Odbor opće namjene prema veličini.
• B1 i B2 = 9V PP3 baterija.
• M1 = 0 - 1 V, voltmetar tipa pokretne zavojnice

Postavljanje kruga

Postupak je pomalo kritičan i zahtijeva posebnu pozornost. Da biste dovršili postupak, trebat će vam dva točno poznata izvora temperature (vruća i hladna) i točan termometar žive u staklu.

Kalibracija se može dovršiti kroz sljedeće točke:

U početku držite unaprijed postavljene postavke na pola puta. Spojite voltmetar (1 V FSD) na izlaz kruga.

Za izvor hladne temperature ovdje se koristi voda približno sobne temperature.

Umočite senzor i stakleni termometar u vodu i zabilježite temperaturu u staklenom termometru i ekvivalentni napon napona u voltmetru.

Uzmite posudu s uljem, zagrijte je na oko 100 Celzijevih stupnjeva i pričekajte dok se temperatura ne stabilizira na oko 80 Celzijevih stupnjeva.

Kao i gore, uronite dva senzora i usporedite ih s gornjim rezultatom. Očitavanje napona mora biti jednako promjeni temperature u staklenom termometru puta 10 milvolta. Niste shvatili? Pa, pročitajmo sljedeći primjer.

Pretpostavimo, da je voda s hladnom temperaturom na 25 Celzijevih stupnjeva (sobna temperatura), a vrući izvor, kao što znamo, na 80 Celzijevih stupnjeva. Dakle, razlika ili promjena temperature između njih jednaka je 55 Celzijevih stupnjeva. Stoga bi razlika u očitanjima napona trebala biti 55 pomnožena s 10 = 550 milvolti ili 0,55 volti.

Ako kriterij ne budete sasvim zadovoljili, prilagodite P2 i nastavite ponavljati korake dok ga napokon ne postignete.
Jednom kada se postavi gornja brzina promjene (10 mV po 1 Celzijevom stupnju), samo podesite P1 tako da mjerač pokazuje 0,25 volta na 25 stupnjeva (senzor koji se drži u vodi na sobnoj temperaturi).

Ovim se završava postavljanje sklopa.
Ovaj mjerni krug osjetnika temperature zraka može se učinkovito koristiti i kao sobni elektronički termometar.

3) Krug sobnog termometra pomoću LM324 IC

Treći dizajn vjerojatno je najbolji što se tiče cijene, jednostavnosti izrade i točnosti.

Jedan LM324 IC, 78L05 5V redoviti IC i nekoliko pasivnih komponenata su sve što je potrebno za izradu ovog najlakšeg sobnog Celzijevog indikatorskog kruga.

Samo se 4 opcijska pojačala koriste od 4 opcijska pojačala LM324 .

Opcijsko pojačalo A1 ožičeno je kako bi se stvorilo virtualno tlo za strujni krug radi njegovog učinkovitog rada. A2 je konfiguriran kao neinvertirajuće pojačalo gdje je povratni otpor zamijenjen 1N4148 diodom.

Ova dioda također djeluje kao temperaturni senzor i pada oko 2 mV od svakog porasta temperature okoline za svaki stupanj.

Ovaj pad od 2 mV detektira krug A2 i pretvara se u odgovarajuće varirajući potencijal na pinu # 1.

Ovaj se potencijal dodatno pojačava i puferira invertirajućim pojačalom A3 za napajanje priključene voltmetrske jedinice 0 do 1V.

Voltmetar prevodi varijabilni izlaz ovisan o temperaturi u kalibriranu temperaturnu ljestvicu kako bi se brzo stvorili podaci o sobnoj temperaturi kroz odgovarajuće otklone.

Cijeli krug napaja se s jednim 9 V PP3.

Dakle, ljudi, to su bila 3 hladna, jednostavna za izradu kruga indikatora sobne temperature, koja svaki hobi može izraditi za praćenje varijacija temperature okoline u prostoriji brzo i jeftino koristeći standardne elektroničke komponente i bez uključivanja složenih Arduino uređaja.

4) Elektronički termometar pomoću IC 723

Baš kao što je gornji dizajn i ovdje se koristi silicijeva dioda poput temperaturnog senzora. Potencijal spajanja silicijske diode opada za otprilike 1 milivolt za svaki stupanj Celzijeva, što omogućuje određivanje temperature diode izračunavanjem napona na njoj. Kada je konfigurirana kao temperaturni senzor, dioda nudi prednosti velike linearnosti s malom vremenskom konstantom.

Dodatno bi se mogao implementirati u širokom temperaturnom rasponu, od -50 do 200 C. Budući da napon diode treba prilično precizno procijeniti, potrebna je pouzdana referentna opskrba.

Pristojna opcija je stabilizator napona IC 723. Iako se apsolutna ti vrijednost zener napona unutar ove IC može razlikovati od IC do druge, temperaturni koeficijent je izuzetno mali (obično 0,003% po stupnju C).

U Dodatku, poznato je da se 723 stabilizira napajanje od 12 volti u cijelom krugu. Primijetite da su brojevi pinova na shemi spojeva prikladni samo za varijantu IC-a s dvostrukim linijama (DIL).

Drugi IC, 3900, uključuje četverostruka pojačala gdje se koristi samo nekoliko. Ovi dizajnirana su opcijska pojačala da bi radili malo drugačije, oni su konfigurirani kao jedinice s pogonom na struju, a ne kao naponi. Ulazom se najbolje može smatrati baza tranzistora u konfiguraciji sa zajedničkim emiterom.

Kao rezultat, ulazni napon je često oko 0,6 volta. R1 je povezan s referentnim naponom i kroz taj otpor se stoga kreće konstantna struja. Zahvaljujući velikom pojačanju otvorene petlje, opcijsko pojačalo može prilagoditi vlastiti izlaz kako bi točno ista struja ulazila u njegov invertirajući ulaz, a struja kroz diodu za osjetnik temperature (D1) tako ostaje konstantna.

Ova postavka je važna zbog činjenice da je dioda u osnovi izvor napona koji ima specifični unutarnji otpor, a svako odstupanje u struji koja se njime kreće moglo bi rezultirati varijacijom napona koja bi na kraju mogla biti pogrešno prevedeno kao varijacija temperature. Izlazni napon na kontaktu 4 je prema tome jednak naponu na invertirajućem ulazu, kao i napon oko diode (ovaj se mijenja s temperaturom).

C3 inhibira oscilacije. Pin 1 IC 2B pričvršćen je na fiksni referentni potencijal i konstantna struja se prema tome kreće u neinvertirajući ulaz. Invertni ulaz IC 2B spojen je pomoću R2 na izlaz IC 2A (pin 4), kako bi se njime upravljalo strujom ovisno o temperaturi. IC 2B pojačava razliku između svojih ulaznih struja do vrijednosti da bi se odstupanje napona na njegovom izlazu (pin 5) moglo brzo očitati s 5 do 10 volti f.s.d. voltmetar.

U slučaju da se koristi panelni mjerač, možda će trebati konfigurirati Ohmov zakon da bi se odredio serijski otpor. Ako 100-uA f.s.d. mjerač s unutarnjim otporom 1200 koristi se ukupni otpor za skretanje od 10 V u punoj mjeri prema izračunu:

10 / 100uA = 100K

R5 mora kao rezultat biti 100 k - 1k2 = 98k8. Najbliža zajednička vrijednost (100 k) dobro će raditi. Kalibracija se može izvršiti kako je objašnjeno u nastavku: nultu točku u početku fiksira P1 pomoću temperaturnog senzora uronjenog u posudu s ledom koji se topi. Potpuno skretanje može se nakon toga fiksirati s P2, jer se dioda može uroniti u vruću vodu čija je temperatura utvrđena (recimo da je kipuća voda testirana bilo kojim standardnim termometrom na 50 °).