Ein einfaches Mehrpunkt-Thermometer. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren

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Durch die Installation mehrerer Temperatursensoren der AD22100-Serie im Innen- und Außenbereich und den Zusammenbau eines sehr einfachen Geräts aus einem herkömmlichen Zeiger-Mikroamperemeter und einigen weiteren Details können Sie jederzeit die Temperatur an interessanten Stellen ermitteln.

Temperatursensoren der AD22100-Serie werden in Gehäusen zweier Modifikationen hergestellt (Abb. 1).

Sensoren mit unterschiedlichen Buchstabenindizes unterscheiden sich neben der Gehäusekonstruktion auch in den Betriebstemperaturbereichen: КТ (KR) – 0...+100 °С, AT (AR) – -40...+85 °С und ST (SR). ) - -50 ...+150 °С. Bei einer Versorgungsspannung von 5 V beträgt die Stromaufnahme maximal 0,5 mA.

Die Ausgangsspannung Uout (zwischen Klemme 2 und 3 bzw. 2 und 4) hängt linear von der Temperatur des Sensorgehäuses ab. Sein Wert bei einer Temperatur T, angegeben in Grad Celsius, kann durch die Formel ermittelt werden

Dies gilt für die Versorgungsspannung Un von 4 bis 6 V. Die Abweichung von diesem Gesetz beträgt nicht mehr als 1 °C (für Sensoren mit den Indizes ST und SR - 2 °C).

Bei Un=5 V und T=0 °C beträgt die Spannung am Sensorausgang also 1,375 V und ändert sich mit jedem Grad Temperatur um 0,0225 V. Die Eigenschaften der Sensoren sind streng standardisiert, daher können sie bei Bedarf ohne zusätzliche Kalibrierung nacheinander an dasselbe Temperaturmessgerät angeschlossen werden. Auf Abb. Abbildung 2 zeigt ein Schema eines Mehrpunkt-Thermometers, das diese Idee umsetzt.

Die Anzahl der VK1-VKn-Sensoren an den erforderlichen Stellen wird nur durch den Gesamtstrom begrenzt, der von der GB1-Batterie verbraucht wird. Jeder von ihnen wird durch Drücken der entsprechenden Taste SB1-SBn mit dem Messknoten verbunden. Gleichzeitig schließt die zweite Gruppe von Tastenkontakten den Stromversorgungskreis des Geräts. Die hohe Steilheit der Temperaturkennlinien der Sensoren ermöglichte den Verzicht auf einen Verstärker, indem als Temperaturanzeige das Mikroamperemeter PA1 verwendet wurde, das in die Diagonale der Messbrücke aus Sensor und Widerstandsspannungsteiler R1R5R6 eingebunden ist.

Damit die Nulltemperatur dem Nullwert des Mikroamperemeters entspricht, muss der Gesamtspannungsabfall an den Widerständen R5 und R6 1,375 V betragen, was mit dem Abstimmwiderstand R6 erreicht wird. Die Summe der Widerstände der Widerstände R2, R4 und des Rahmens des Mikroamperemeters ist so gewählt, dass jedes Temperaturgrad der Abweichung des Pfeils des Mikroamperemeters RA1 um 1 μA entspricht. Dies ermöglicht es, ein Mikroamperemeter mit der erforderlichen Empfindlichkeit zu verwenden und die Skala auf der Skala zum Ablesen der Temperatur zu verwenden.

Der integrierte Stabilisator DA1 senkt die Spannung der GB1-Batterie auf die zur Versorgung der Sensoren erforderlichen 5 V. Die HL1-LED dient nicht nur als Anzeige für das Einschalten des Geräts, sondern auch für den Zustand der GB1-Batterie. Während die Spannung normal ist (6,8 ... 9 V), wird beim Drücken einer der SB1-SBn-Tasten eine Spannung von mehr als 1 V an die HL1-LED angelegt und diese leuchtet. Das völlige Fehlen des LED-Leuchtens weist darauf hin, dass die Batterie ausgetauscht werden muss.

Um die Funktion des DA1-Stabilisators nicht zu beeinträchtigen, wurde der Strom im Steuerkreis klein gewählt und als HL1 eine rote LED mit hoher Helligkeit verwendet. Wenn Sie eine LED mit einer anderen Farbe installieren, ändert sich die Anzeigeschwelle.

Einbau des Thermometers - aufklappbar. Die meisten Teile, einschließlich eines der Sensoren (z. B. VK1), können auf einer Glasfaserplatte platziert und an den Anschlüssen des Mikroamperemeters PA1 montiert werden. Letzterer ist in einem Gehäuse aus Isoliermaterial untergebracht. Auf der Frontplatte des Gerätes sind neben dem Mikroamperemeter auch Tasten und die HL1-LED verbaut.

Befinden sich die Sensoren in einem Abstand von mehr als 1...2 m von der Messeinheit, müssen die Anschlussleitungen geschirmt ausgeführt werden. Sensoren, die im Freien oder in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit installiert werden, sowie Orte, an denen Drähte an ihre Anschlüsse gelötet werden, müssen mit einer feuchtigkeitsbeständigen Verbindung, beispielsweise Epoxidharz, geschützt werden. Bei der Messung der Temperatur von Wasser oder anderen Flüssigkeiten sollte besonderes Augenmerk darauf gelegt werden, die Sensoren vor deren Einfluss zu schützen.

Der Autor verwendete ein kleines M4248-Mikroamperemeter 50-0-50 μA. Um die Genauigkeit des Ablesens der Temperatur zu verbessern, ist es wünschenswert, ein Gerät mit einem größeren Maßstab, aber mit den gleichen Werten des Stroms der Gesamtauslenkung des Pfeils in die eine und die andere Richtung zu verwenden. Tatsache ist, dass die Sensoren der AD22100-Serie keinen in Pin 2 fließenden Strom von mehr als 80 μA vertragen können und in diesem Modus in diesem Thermometer bei einer negativen Temperatur arbeiten.

Indem die Messbrücke nicht auf Null, sondern auf eine minimale negative Temperatur abgeglichen wird, können Sie ein Mikroamperemeter mit Null am Anfang der Skala und einem viel höheren Gesamtablenkstrom verwenden (der aus dem Sensor fließende Strom kann mehrere Milliampere erreichen). Dazu genügt es, die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände R6, R1 und R2 mit Hilfe eines Abstimmwiderstands R5 gleich der Ausgangsspannung des Sensors bei der gewünschten Temperatur einzustellen. Natürlich muss in diesem Fall die Digitalisierung der Mikroamperemeter-Skala geändert werden.

Das Thermometer wird kalibriert, indem einer der Sensoren abwechselnd in eine kalte und eine heiße Umgebung gebracht wird, beispielsweise Wasser, dessen Temperatur durch ein genaues Laborthermometer kontrolliert wird. Bei einer Mediumstemperatur nahe Null (oder einer anderen, bei der die Brücke abgeglichen werden muss) wird der Zeiger des Mikroamperemeters PA1 mit dem Abstimmwiderstand R6 auf die Skalenteilung eingestellt, die dem Messwert des Referenzthermometers entspricht.

Anschließend wird der Sensor in eine Umgebung mit einer Temperatur gebracht, die sich möglichst stark von der ersten unterscheidet. Warten Sie, bis sich die Messwerte stabilisieren (die Nadel des Mikroamperemeters PA1 sollte aufhören zu „kriechen“), und stellen Sie den Pfeil erneut auf die gewünschte Teilung ein . Diesmal - mit einem Trimmwiderstand R4. Wenn die Einstellgrenzen von R4 nicht ausreichen, sollten Sie den Wert des Widerstands R2 ändern. Der Kalibrierungsvorgang muss mehrmals wiederholt werden.

Autor: I. Nechaev, Kursk

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