4 univerzális elektronikus hőmérő áramkör

Itt négy legjobb elektronikus hőmérő áramkört ismerünk meg, amelyek univerzálisan alkalmazhatók a testhőmérséklet vagy a légköri szobahőmérséklet mérésére nulla foktól 50 Celsius fokig.

Az előző bejegyzésben megismertük a kiemelkedő hőmérséklet-érzékelő chip néhány jellemzőjét LM35 , amely változó feszültségű kimeneteket ad, amelyek közvetlenül egyenértékűek a környezeti hőmérséklet változásával, Celsiusban.

Különösen ez a tulajdonság teszi lehetővé a javasolt szobahőmérséklet kialakítását hőmérő áramkör Nagyon egyszerű.

1) Elektronikus hőmérő egyetlen IC LM35 IC segítségével

Csak egy IC-t kell csatlakoztatni egy megfelelő mozgó tekercs típusú mérővel, és szinte azonnal megkapja a leolvasást.

Az IC LM35 10 mv-os emelkedést mutat a kimeneti feszültségben, válaszul a környező légkör hőmérsékletének minden fokú emelkedésére.

Az alábbiakban bemutatott kapcsolási rajz mindent megmagyaráz, nincs szükség semmilyen bonyolult áramkörre, csak csatlakoztasson egy 0-1 V FSD mozgó tekercsmérőt az IC megfelelő csapjaira, állítsa be megfelelően az edényt, és készen áll a szobahőmérséklet-érzékelő áramkörére .

Az egység beállítása

Miután összeállította az áramkört és elvégezte a bemutatott csatlakozásokat, folytathatja a hőmérő beállítását az alábbiak szerint:

1. Helyezze az előre beállított értéket a középső tartományba.
2. Kapcsolja be az áramellátást.
3. Vegyünk egy tál olvadó jeget, és merítsük az IC-t a jég belsejébe.
4. Most óvatosan kezdje el beállítani az előre beállított értéket úgy, hogy a mérő nulla volt értéket mutasson.
5. Ennek az elektronikus hőmérőnek a beállítása megtörtént.

Miután eltávolította az érzékelőt a jégről, másodpercek alatt közvetlenül a Celsius-fokon kezdi el megjeleníteni a szoba hőmérsékletét a mérőóra felett.

2) Szobahőmérséklet-figyelő áramkör

Az alábbiakban bemutatott második elektronikus hőmérő kialakítás egy nagyon egyszerű, ámde nagyon pontos léghőmérséklet-érzékelő mérő áramkört mutat be.

A rendkívül sokoldalú és pontos IC LM 308 IC használatával az áramkör reagál és kiválóan reagál a környezeti légkörben bekövetkező legkisebb hőmérsékleti változásokra.

Az 1N4148 kerti dióda használata hőmérséklet-érzékelőként

Az 1N4148 (D1) diódát itt aktív környezeti hőmérséklet érzékelőként használják. A félvezető dióda, például az 1N4148 egyedi hátrányát, amely az előremenő feszültség jellemzőinek változását mutatja a környezeti hőmérséklet változásának hatására, itt ténylegesen kihasználták, és ezt az eszközt hatékony, olcsó hőmérséklet-érzékelőként használják.

Az itt bemutatott elektronikus léghőmérséklet-érzékelő-áramkör funkciója nagyon pontos, kategorikusan a minimális hiszterézisszint miatt.

Az áramkör teljes leírása és felépítési nyomai itt találhatók.

Áramkör működtetése

Az elektronikus léghőmérséklet-érzékelő mérő áramkör jelenlegi áramköre kiemelkedően pontos és nagyon hatékonyan alkalmazható a légköri hőmérséklet-változások nyomon követésére. Vizsgáljuk meg röviden az áramkör működését:

Szokásként itt a nagyon sokoldalú 1N4148 „kerti diódát” használjuk érzékelőként, mivel tipikus hátránya (vagy inkább a jelen esetben előny), hogy változó környezeti hőmérséklet hatására megváltoztatja vezetőképességét.

Az 1N4148 dióda kényelmesen képes lineáris és exponenciális feszültségesést produkálni önmagában, válaszul a környezeti hőmérséklet megfelelő emelkedésére.

Ez a feszültségesés 2 mV körül van a hőmérséklet minden fokemelkedése esetén.

Az 1N4148 ezen sajátosságát széles körben kihasználják számos alacsony tartományú érzékelő áramkörben.

Az alábbiakban javasolt, javasolt indikátor kapcsolási rajzú szobahőmérséklet-monitorra hivatkozva azt látjuk, hogy az IC1 invertáló erősítőként van bekötve, és ez alkotja az áramkör szívét.

A nem inverz # 3 tűt egy meghatározott rögzített referenciafeszültségen tartják Z1, R4, P1 és R6 segítségével.

A T1 és T2 tranzisztort állandó áramforrásként használják, és segítenek az áramkör nagyobb pontosságának fenntartásában.

Az IC inverter bemenete csatlakozik az érzékelőhöz, és figyeli a D1 érzékelő dióda feszültségváltozásának legkisebb változását is. Ezek a feszültségváltozások a magyarázat szerint egyenesen arányosak a környezeti hőmérséklet változásával.

Az érzékelt hőmérséklet-ingadozást az IC azonnal felerősíti egy megfelelő feszültségszintre, és a # 6-os kimeneti tüskén fogadja.

A vonatkozó leolvasásokat egy Celsius fokra fordítják le 0-1 V FSD mozgó tekercs típusú mérőn keresztül.

Alkatrész lista

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = 10K PRESET,
• P2 = 100K PRESET,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7 V, 400 mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Általános célú tábla méret szerint.
• B1 és B2 = 9V PP3 akkumulátor.
• M1 = 0 - 1 V, FSD mozgó tekercs típusú voltmérő

Az áramkör beállítása

Az eljárás kissé kritikus és különös figyelmet igényel. Az eljárás befejezéséhez két pontosan ismert hőforrásra (meleg és hideg) és egy pontos higany-üveg hőmérőre lesz szükség.

A kalibrálás a következő pontokon keresztül végezhető el:

Kezdetben tartsa az előre beállított beállításokat a felénél. Csatlakoztasson egy voltmérőt (1 V FSD) az áramkör kimenetéhez.

A hideg hőmérsékletű forráshoz itt körülbelül szobahőmérsékletű vizet használnak.

Mártsa be az érzékelőt és az üveghőmérőt a vízbe, és rögzítse a hőmérsékletet az üveghőmérőben és az ezzel egyenértékű feszültségkimenetet a voltmérőben.

Vegyünk egy tál olajat, melegítsük kb. 100 Celsius-fokig, és várjuk meg, amíg a hőmérséklete 80 Celsius-fokig stabilizálódik.

Mint fent, merítse el a két érzékelőt, és hasonlítsa össze őket a fenti eredménnyel. A feszültségleolvasásnak meg kell egyeznie az üveghőmérő hőmérséklet-változásának 10 millivolt szorzatával. Nem érted? Nos, olvassuk el a következő példát.

Tegyük fel, hogy a hideg hőmérsékletű forrásvíz 25 Celsius-fok (szobahőmérséklet), a forró forrás, mint tudjuk, 80 Celsius-fok. Így a különbség vagy a hőmérséklet-változás közöttük egyenlő 55 Celsius-fokkal. Ezért a feszültségleolvasások közötti különbséget 55-zel meg kell szorozni 10 = 550 millivolt vagy 0,55 volt értékkel.

Ha nem elégíti ki a kritériumot, állítsa be a P2 értéket, és ismételje meg a lépéseket, amíg végül el nem éri.
Miután beállította a fenti változás sebességét (10 mV / 1 Celsius-fok), csak állítsa be a P1 értéket úgy, hogy a mérő 0,25 V-ot mutasson 25 fokon (szobahőmérsékleten vízben tartott érzékelő).

Ezzel lezárul az áramkör beállítása.
Ez a léghőmérséklet-érzékelő-áramkör hatékonyan használható szobai elektronikus hőmérő egységként is.

3) Helyiséghőmérő áramkör az LM324 IC segítségével

Valószínűleg a 3. terv a legjobb, ami a költségeket, az egyszerű kivitelezést és a pontosságot illeti.

Egyetlen LM324 IC, egy 78L05 5V normál IC és néhány passzív alkatrész szükséges mindehhez a legkönnyebb szobai Celsius-indikátor áramkör elkészítéséhez.

A készülék 4 op erősítőjéből csak 3 op erősítőt használnak LM324 .

Az A1-es erősítőt arra használják, hogy virtuális talajt teremtsen az áramkör számára, annak hatékony működéséhez. Az A2 nem invertáló erősítőként van konfigurálva, ahol a visszacsatoló ellenállást 1N4148 diódával helyettesítik.

Ez a dióda hőmérséklet-érzékelőként is működik, és a környezeti hőmérséklet minden egyes fokos emelkedéséből 2 mV körüli értékre esik.

Ezt a 2 mV-os esést az A2 áramkör detektálja, és ennek megfelelően változó potenciálivá alakítja az 1. tűnél.

Ezt a potenciált tovább erősíti és pufferolja az A3 inverteres erősítő a csatlakoztatott 0 - 1 V-os mérőegység táplálásához.

A voltmérő a hőmérsékletfüggő változó kimenetet kalibrált hőmérsékleti skálává alakítja, hogy a helyiség hőmérsékleti adatait a vonatkozó alakváltozások révén gyorsan előállítsa.

A teljes áramkört egyetlen 9 V-os PP3 táplálja.

Tehát emberek, ezek 3 hűvös, könnyen felépíthető szobahőmérséklet-jelző áramkör voltak, amelyeket bármelyik hobbiépítő fel tud építeni a helyiség környezeti hőmérséklet-változásainak gyors és olcsó monitorozására a szokásos elektronikus alkatrészek segítségével, anélkül, hogy összetett Arduino-eszközöket használna.

4) Elektronikus hőmérő az IC 723 segítségével

Ahogy a fenti kialakítás itt is szilíciumdiódát alkalmaznak, mint a hőmérséklet-érzékelőt. A szilícium-dióda csatlakozási potenciálja körülbelül 1 millivolttal csökken minden egyes Celsius-fokonként, ami lehetővé teszi a dióda hőmérsékletének meghatározását a rajta lévő feszültség kiszámításával. Hőmérséklet-érzékelőként konfigurálva a dióda a magas linearitás előnyeit kínálja alacsony időállandó mellett.

Ezen túlmenően széles hőmérséklet-tartományban, -50 és 200 ° C között is megvalósítható. Mivel a dióda feszültségét meglehetősen pontosan kell felmérni, megbízható referenciaellátásra van szükség.

Megfelelő lehetőség az IC 723 feszültségstabilizátor. Annak ellenére, hogy a zener feszültségének abszolút ti értéke ezen IC-n belül eltérhet IC-től, a hőmérsékleti együttható rendkívül kicsi (jellemzően 0,003% C fokonként).

Továbbá, a 723 stabilizálódik a 12 voltos táp az áramkör egészében. Figyelje meg, hogy az áramköri rajzban szereplő pin számok csak az IC 723 kettős in-line (DIL) variánsára alkalmasak.

A másik IC, a 3900, négyerősítőt tartalmaz, amelyekből csak néhányat használnak. Ezek op erősítők vannak kialakítva hogy kicsit másképp működjenek, ezeket áramvezérelt egységekként konfigurálják, nem feszültség vezéreltként. A bemenet leginkább a tranzisztor bázisnak tekinthető, egy közös emitteres konfigurációban.

Ennek eredményeként a bemeneti feszültség gyakran 0,6 volt körül van. R1 a referenciafeszültséghez van kapcsolva, és állandó áram áramlik ezen az ellenálláson keresztül. Nagy nyitott hurkú erősítése miatt az op erősítő képes a saját kimenetét úgy adaptálni, hogy invertáló bemenetébe pontosan ugyanaz az áram futjon be, és így a hőmérséklet-érzékelő diódán (D1) keresztüli áram állandó maradjon.

Ez a felépítés azért fontos, mert a dióda lényegében egy sajátos belső ellenállású feszültségforrás, és a rajta keresztül mozgó áram bármiféle eltérése ennek eredményeként változást okozhat a feszültségben, amely végül tévesen fordítva a hőmérséklet változását. A 4. tű kimeneti feszültsége tehát megegyezik az invertáló bemenet feszültségével, valamint a dióda körüli feszültséggel (ez utóbbi változik a hőmérséklet függvényében).

A C3 gátolja az oszcillációt. Az IC 2B IC 1. érintkezője rögzítve van a rögzített referenciapotenciálhoz, és ennek következtében állandó áram mozog a nem invertáló bemenetbe. Az IC 2B invertáló bemenetét R2 kapcsolja össze az IC 2A kimenetével (4. érintkező) annak érdekében, hogy azt hőmérsékletfüggő áram működtesse. Az IC 2B erősíti a bemeneti áramok közötti különbséget arra az értékre, hogy a kimenetén (5. érintkező) a feszültségeltérés gyorsan leolvasható legyen 5-10 V f.s.d. voltmérő.

Ha panelmérőt alkalmaznak, Ohm törvényét kell konfigurálni a sorozatellenállás meghatározásához. Ha egy 100 uA f.s.d. 1200 belső ellenállású mérőt alkalmaznak, a 10 V-os teljes alakváltozás teljes ellenállásának meg kell felelnie a számításnak:

10 / 100uA = 100K

Ennek eredményeként R5 értéke 100 k - 1k2 = 98k8. A legközelebbi közös érték (100 k) jól fog működni. A kalibrálás az alábbiakban ismertetett módon végezhető el: a nulla pontot P1 kezdetben rögzíti egy olvadó jégtálba merített hőmérséklet-érzékelő segítségével. Ezt követően a teljes mértékű alakváltozást P2-vel lehet rögzíteni, ehhez a dióda bemerülhet olyan meleg vízbe, amelynek hőmérséklete azonos (tegyük fel, hogy bármely standard hőmérővel tesztelt forrásban lévő víz 50 ° -on van).