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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren

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Für die Konservierung von Gemüse in der Herbst-Winter-Periode des Jahres verwenden wir einen Behälter (eine Kiste mit doppeltem Boden), der im Inneren durch Glühlampen erhitzt wird. Die darin eingestellte Temperatur wird durch einen Wärmestabilisator aufrechterhalten, der nach dem hier gezeigten Schema hergestellt wird. Der darin verwendete Operationsverstärker K153UD2 (DA1), der als Komparator arbeitet, sorgt für die Konstanz der eingestellten Lufttemperatur im „Gemüselager“ mit einer Genauigkeit von 1°C.

Das Funktionsprinzip des Gerätes basiert auf der Unsymmetrie der Messbrücke, bestehend aus den Widerständen R1 - R3 und einem Temperatursensor - Thermistor R4. Die Brücke wird mit Gleichspannung betrieben, die durch die Zenerdiode VD1 stabilisiert wird.

Der variable Widerstand R2 stellt die Ansprechschwelle des elektronischen Teils entsprechend der Temperatur beim Lagern von Gemüse ein – von 0 bis +10 °C (es wird davon ausgegangen, dass die Außenlufttemperatur niedriger ist als im Behälter). In diesem Fall wird die Spannung am inversen Eingang des DA1-Chips geringer als an seinem direkten Eingang. Der Operationsverstärker wandelt diese Spannungsdifferenz in einen Steuerstrom um, der den Transistor VT1 öffnet. Beim Öffnen schaltet der Transistor den Trinistor VS1 ein und dieser wiederum schaltet die Heizung Rheating im Anodenkreis ein. Gleichzeitig leuchtet die HL2-LED auf und signalisiert damit, dass die Heizung eingeschaltet ist.

Zwei oder drei Glühlampen mit einer Gesamtleistung von ca. 200 W sorgen für die Erwärmung der Luft im Gemüselager auf die durch den Widerstand R2 eingestellte Temperatur. Seine Erhöhung führt zu einer Verringerung des Widerstands des Thermistors R4, wodurch die Messbrücke ausgeglichen wird und infolgedessen die Heizung vom Netzwerk getrennt wird. Wenn die Luft auf eine bestimmte Temperatur abkühlt, steigt der Widerstand des Thermistors auf den Nennwert und der beschriebene Vorgang wiederholt sich periodisch.

Eine Besonderheit des vorgeschlagenen Thermostabilisators ist die Versorgung seines elektronischen Teils mit Halbwellen-Netzspannung. Bei einer positiven Halbwelle der Wechselspannung am oberen (je nach Schaltung) Draht des Netzwerks fließt also der Strom durch den Stromkreis: Sicherung FU1 – Begrenzungswiderstand R7 – Kondensator C3 – Diode VD2 und lädt den Filterkondensator C1 auf eine Spannung von 27 V, entsprechend der Stabilisierungsspannung der Zenerdiode VD1, und dann über die HL1-LED („Netzwerk“-Anzeige) zur Stromversorgung des DA1-Chips und der Messbrücke zur FU2-Sicherung. Bei einer negativen Halbwelle der Wechselspannung an derselben Netzleitung fließt der Strom durch Sicherung FU2, Diode VD3, Kondensator C3, Widerstand R7 und Sicherung FU1. Es ist leicht zu erkennen, dass zu diesem Zeitpunkt der vom Emitterfolger eingeschaltete Transistor VT1 geschlossen ist und daher kein Steuerstrom für den Trinistor VS1 vorhanden ist (die Anforderung an die technischen Spezifikationen ist erfüllt). Bei Verwendung von Halbwellenleistung und gepulster Ansteuerung des Trinistors brennen die Glühlampen vollständig, was die Effizienz und Zuverlässigkeit des Gerätes im Betrieb erhöht.

Kurz zu den Details des Wärmestabilisators. Der Temperatursensor (R4) ist ein Thermistor MMT-4 mit einem Nennwiderstand von 22 kOhm. Der Transistor P701 (VT1) kann durch jeden der Serien KT801, KT807, KT815, KT817, KT819, KT603, KT608 ersetzt werden. Wir werden den Operationsverstärker K153UD2 (DA1) durch einen ähnlichen ersetzen, auch aus anderen Serien. Der variable (oder abstimmbare) Widerstand R2 kann von beliebiger Art sein. Die Parameter anderer Elemente des Geräts sind in seinem Diagramm angegeben.

Autor: V. Velichkov, Perm

Siehe andere Artikel Abschnitt Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren.

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