Thermometer basierend auf Digitalmultimeter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Mithilfe eines speziellen K1019EM1-Chips kann ein digitales Multimeter in ein Temperaturmessgerät mit erhöhter Genauigkeit umgewandelt werden. Digitalmultimeter DT830B mit einer Anzeigeauflösung von 3,5 können problemlos mit der Thermosensor-Mikroschaltung K1019EM1 ergänzt werden. Allerdings liegt das Ausgangssignal dieser Mikroschaltung im Betriebstemperaturbereich im Bereich von 2331...3931 mV und kann nur an der Voltmetergrenze von 20 V gemessen werden, und der auf dem Display angezeigte Temperaturwert wird in °K angezeigt . Das im veröffentlichten Artikel beschriebene Gerät soll die Ausgangsspannung der Mikroschaltung K1019EM1 um 2731,5 mV reduzieren. Die so umgerechnete Ausgangsspannung entspricht der Temperatur in üblichen °C.

Die integrierten Schaltkreise K1019EI1 und K1019EM1A [1, 2] sind empfindliche Temperatursensoren mit einer linearen Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der absoluten Temperatur: Uout=at.Tk, wobei at=10 mV/K der Temperaturkoeffizient der Spannung ist, Tk der absolute Temperatur in Grad K.

Die Genauigkeitsparameter dieser Mikroschaltungen sind recht hoch – der Fehler der Ausgangsspannung der Mikroschaltung, kalibriert bei einer Temperatur von +25°C, im gesamten Betriebstemperaturbereich von 45...+125°C überschreitet nicht 10 mV , also kleiner als 1°C, und im Bereich 0...+40°С - 0,1°С. Bei dem beschriebenen Gerät wird die interne ADC-Quelle des Multimeters selbst als Referenzspannungsquelle verwendet. Wenn der Stecker des Temperatursensors getrennt ist, überschreitet der vom Gerät verbrauchte Strom 100 μA nicht und erhöht sich beim Anschließen des Sensors um den Betriebsstrom des K1019EM1-Chips, der etwa 1 mA beträgt.

Ein schematisches Diagramm eines Geräts zur Temperaturmessung, das mit einem Multimeter (Voltmeter) arbeitet, ist in Abb. dargestellt. 1. Es besteht aus einer Zusatzplatine A1.1 und einem Thermowandler A2. Auf der Zusatzplatine ist eine Gleichspannungs-Vorspannungseinheit montiert, die auf dem Operationsverstärker DA1 und dem Transistor VT1 aufgebaut ist. Der Spannungsoffset am Kollektor des Transistors VT1 relativ zu Pin 32 des ADC beträgt 2731,5 mV. Zur genauen Einstellung dieses Wertes wird der Trimmerwiderstand R1 verwendet. Der Kondensator C1 korrigiert den Frequenzgang des Abschnitts des Spannungsvorspannungsknotens, der über den Widerstand R5 von der negativen Rückkopplung abgedeckt wird, wodurch eine Selbsterregung verhindert wird. Der Transistor VT2 und die Widerstände R11-R13 bilden einen stabilen Stromgenerator von etwa 1 mA. Der Wärmewandler besteht aus der Mikroschaltung des Wärmesensors K1019EM1, den Widerständen R8-R10 und dem Anschlussstecker X1. Der Widerstand R9 regelt die Ausgangsspannung der Mikroschaltung.

Die Zusatzplatine des Geräts zur Temperaturmessung mit einem DT830B-Multimeter besteht aus einer einseitigen Glasfaserplatte mit den Maßen 32x32 mm. Die Anordnung der Elemente auf dieser Platine ist in Abb. dargestellt. 2.

(zum Vergrößern klicken)

Nachdem Sie alle Montageelemente auf der Platine montiert und die Außenleiter mit den Kontaktpads verlötet haben, kürzen Sie deren seitlich aus den Leiterbahnen herausragende Enden mit einem Seitenschneider auf 1,5...2 mm, da sonst die Platine nicht hineinpasst Höhe des Multimetergehäuses. Anschließend wird die Zusatzplatine mit Hilfe von Streichholzstäben mit Moment-Kleber auf den freien Bereich der Multimeter-Leiterplatte geklebt. Der Thermowandler ist ebenfalls auf einer Leiterplatte aus Glasfaser montiert. Die Platzierung der Wärmewandlerelemente darauf ist in Abb. dargestellt. 3.

Offene Kontaktflächen und Widerstände des Wärmewandlers sollten mit Lack oder BF-2-Kleber beschichtet werden. Die Wärmewandlerbaugruppe kann über ein beliebiges Zweidrahtkabel der erforderlichen Länge an die Multimetereinheit angeschlossen werden. Der Autor verwendete beispielsweise ein etwa 8 m langes Telefonkabel. Die Funktionen des abnehmbaren Steckers werden von einem dreipoligen Schaltstecker von Stereokopfhörern mit einem Nenndurchmesser von 3,5 mm und einer dreipoligen Schaltbuchse 1308 IEC übernommen. S. In Abb. Abbildung 4 zeigt eine Skizze eines dreipoligen Steckers und einer dreipoligen Buchse. Letzterer wird in ein speziell dafür gebohrtes Loch an der Seite des Multimetergehäuses eingebaut. Der Kunststoffsockel der Buchse sollte genau an der Ebene des Multimetergehäuses anliegen. Aus Festigkeitsgründen werden die Gelenke mit Leim beschichtet, der bei der Herstellung von Kunststoffmodellen verwendet wird. Am Schaltstecker ist ein Leiter angelötet, der die Pins 1 und 3 verbindet. Dieser Leiter verbindet den Testeingangspin des Multimeters nur bei der Temperaturmessung mit dem Sensor. Der Temperaturmesser verwendet Trimmwiderstände SPZ-19a (R1, R9), Konstantwiderstände C2-29V (R2, R3, R5, R8, R9) und OMLT (der Rest). Der Kondensator C1 besteht aus Keramik jeglicher Art.

Das Gerät wird in der folgenden Reihenfolge konfiguriert. Zunächst wird ein Temperatursensor an den Anschluss X1 angeschlossen und über den Widerstand R1 die Spannung zwischen den Kollektoren der Transistoren VT1 und VT2 auf 2731,5 mV eingestellt. Danach wird der temperaturempfindliche Wandler zusammen mit einem medizinischen Thermometer unter den Arm gelegt und nach 5 Minuten werden die Messwerte des Thermometers mit den Messwerten auf der Digitalanzeige eines Multimeters verglichen, das im Voltmeter-Modus bei einem Grenzwert von 2000 mV eingeschaltet ist . Wenn diese Messwerte nicht übereinstimmen, müssen Sie das Multimeter mit dem Widerstand R9 anpassen. Anschließend sollte die Temperatur erneut gemessen und gegebenenfalls noch einmal korrigiert werden. Wenn am medizinischen Thermometer und am Multimeter die gleichen Messwerte erreicht werden, ist die Einrichtung abgeschlossen.

Abschließend ist festzuhalten, dass das beschriebene Gerät in Verbindung mit jedem digitalen Voltmeter auf Basis des ADC K572PV2, K572PV5, K572PV6 verwendet werden kann. Ein möglicher Anwendungsbereich ist die Fernmessung der Temperatur innerhalb und außerhalb von Wohn- und Wirtschaftsräumen, Gemüse- und Getreidelagern sowie anderen Objekten, die eine Temperaturregelung erfordern.

Литература:

1. Biryukov S., „Thermosensor-Mikroschaltungen K1019EM1, K1019EM1A“ – Radio Nr. 7,1996, 59, S. XNUMX
2. Novachenko I.V., Krasnodubets Yu.A., „Integrierte Schaltkreise für Haushaltsfunkgeräte.“ - Radio und Kommunikation, 1995.

Autor: W. Porotnikow

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