Digitales Dual-Objekt-Thermometer

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Leistungsregler, Thermometer, Wärmestabilisatoren

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Zur Messung der Lufttemperatur im Raum und außerhalb werden in der Regel zwei unterschiedliche Thermometer verwendet, obwohl man durchaus auch mit einem mit zwei Temperaturfühlern auskommen könnte. Eine solche Vorrichtung wird diskutiert. Das Gerät basiert auf den integrierten Temperatursensoren K1019EM1 und dem Doppelintegrations-ADC KR572PV5.

Mit dem Thermometer (Abb. 1) können Sie abwechselnd die Temperatur von zwei verschiedenen Objekten messen, und die Signale der Temperatursensoren können sowohl manuell als auch automatisch umgeschaltet werden. Einer der Sensoren befindet sich direkt auf der Geräteplatine, der andere ist abgesetzt.

Reis. 1 Schematische Darstellung des Gerätes (zum Vergrößern anklicken)

Das Vorhandensein eines auf dem DA1-Chip und dem VT1-Transistor implementierten Stabilisators ermöglicht die Verwendung eines weiten Spannungsbereichs von 7,5 bis 20 V zur Stromversorgung des Geräts, und die Temperaturstabilität seiner Ausgangsspannung ist um ein Vielfaches besser als die des internen Stabilisators KR572PV5 auf die Verwendung einer einstellbaren Präzisions-Zenerdiode TL431C (inländisches Analogon von KR142EN19). Alle Thermometerschaltungen werden von diesem +5-V-Spannungsregler gespeist, einschließlich des Impulsspannungsinverters, der auf den Elementen DD3.4-DD3.6, VD1, VD2, C11, C12 hergestellt wird. Er erzeugt eine Spannung von -4,5 V, die mit dem ADC-Pin 26 verbunden ist. Die für den Betrieb des Wechselrichters erforderliche variable Spannung (50 kHz) wird von Pin 38 derselben Mikroschaltung abgenommen.

Zur möglichst vollständigen Realisierung der Fähigkeiten der Temperatursensoren DA2, DA3 muss ein konstanter Strom von etwa 1 mA durch sie fließen. Dieser Modus wird durch Stromquellen an den Transistoren VT2, VT3 und VT4, VT5 bereitgestellt. Der Stromwert kann durch die Widerstände R15, R16 eingestellt werden. Das Umschalten der Sensoren erfolgt über die analogen Tasten DD2.1 und DD2.2, die Teil der K561KTZ-Mikroschaltung sind. Dessen drittes Element DD2.3 erfüllt zusammen mit dem Widerstand R12 die Funktion eines logischen Signalinverters, der die Tasten steuert, und das vierte DD2.4 ist zusammen mit dem Element DD5.3 und dem Zähler DD4 an der beteiligt Auswahlschaltung für den Betriebsmodus des Thermometers

Jeder Druck auf die SB1-Taste führt zu einer Zustandsänderung der Ausgänge des Ringzählers, wodurch eine von drei Optionen zum Anschließen von Temperatursensoren an den ADC-Eingang bestimmt wird, nämlich:

• angeschlossener interner Sensor (DA2);
• ein Fernsensor (DA3) ist angeschlossen;
• die Sensoren werden abwechselnd im Abstand von 3...4 s zugeschaltet.

Im letzteren Fall werden die Tasten durch das Ausgangssignal des Multivibrators (DD3.1-DD3.3, R17, R18, C3) gesteuert. Um feststellen zu können, welcher Sensor gerade angeschlossen ist, erscheint gleichzeitig mit dem Anschluss des DA2-Sensors das Zeichen „:“ (Doppelpunkt) auf der HG1-Anzeige, das anzeigt, dass der auf der Platine befindliche Sensor, der die Raumtemperatur misst, eingeschaltet ist An. Der abwechselnde Temperaturanzeigemodus wird vom Erscheinen des Zeichens „~“ (Tilde) auf der Anzeige begleitet. Diese Zeichen sowie das Symbol „°C“ und der Dezimalpunkt in der zweiten Ziffer von HG1 werden mit den Elementen DD5.1, DD5.2, DD5.4 angezeigt.

Die Ausgangsspannung der Mikroschaltung K1019EM1 in Millivolt ist proportional zur absoluten Temperatur und entspricht 10-Tk, wobei Tk die Temperatur in Grad Kelvin ist. Die für den Übergang von der Temperaturskala von Kelvin auf die Celsius-Skala notwendige Verschiebung des Ausgangssignalpegels der Sensoren um -2731,5 mV wird von der Eingangsdifferenzstufe des ADC selbst durchgeführt. Der Offsetwert wird durch die Position des Trimmerwiderstands R8 bestimmt. Der Widerstand R10 stellt den Pegel der Referenzspannung DD1 ein.

Im Thermometer können Sie Festwiderstände vom Typ C2-23, C2-33 (5%) verwenden, um jedoch bei starken Schwankungen der Umgebungstemperatur eine maximale Genauigkeit zu erreichen, ist es besser, bei einer Abweichung von C2-29V aufzuhören der Nennwert von 1 ... 2%. Dies gilt zunächst für die Widerstände R6, R7, R9, R11 und R13. Das Gerät verwendet auch variable Widerstände SDR-19a. Kondensatoren C6, C7 und C12-Elektrolyt K50-35 oder ähnlich importiert, C4 - K73-16, K73-17. Die restlichen Kondensatoren sind KM5, KM6, K10-17. SB1 ist ein Miniaturtaster mit zwei Schließkontakten. Die Stromquelle des Geräts ist beliebig, einschließlich nicht stabilisiert. Stromaufnahme - 7 ... 12 mA - abhängig von der Quellenspannung.

Der im Freien befindliche Fernsensor DA3 wird zum Schutz vor möglichen Interferenzen und Interferenzen durch den Kondensator C6 überbrückt. Für den gleichen Zweck ist es wünschenswert, diesen Sensor mit einem abgeschirmten Kabel an ein Thermometer anzuschließen, und die Konstruktion sollte für seine Isolierung gegen atmosphärische Einflüsse in Form einer Beschichtung mit Elektrolack oder Epoxidharz sorgen. Sie können auch einen Schrumpfschlauch mit geeignetem Durchmesser verwenden.

Bevor Sie das Thermometer einrichten, müssen Sie sicherstellen, dass die Spannungen an den Pins 1 und 26 von DD1 relativ zum gemeinsamen Draht +5 bzw. -4,5 V betragen. ) und indem Sie den DA3-Sensor in eine matschige Masse aus schmelzendem Eis legen oder Schnee, der Trimmwiderstand R8 erreicht Nullwerte der Anzeige. Außerdem wird der DA3-Sensor auf heißes Wasser übertragen und der Widerstand R10 misst seine Temperatur mit einem Standardthermometer und stellt diesen Wert auf die Anzeige ein. Am Ende dieses Vorgangs werden die Messwerte des internen Sensors mit der Taste SB1 eingestellt (das Zeichen „:“ erscheint auf der Anzeige), das Referenzthermometer wird in unmittelbarer Nähe des Sensors DA2 platziert und der Widerstand R20 erreicht Gleichheit der Anzeigen der Anzeige des Geräts und des Referenzthermometers bei der Messung der Umgebungstemperatur. Der letzte Vorgang kann ohne Referenzthermometer durchgeführt werden. In diesem Fall reicht es aus, den Fernfühler so nah wie möglich an den internen zu bringen und im Modus der alternierenden Temperaturanzeige die Messwerte des internen Fühlers mit dem Widerstand R20 den Messwerten des externen Fühlers gleichzusetzen.

Literatur: