4 universālas elektroniskās termometra shēmas

Šeit mēs uzzinām četras labākās elektronisko termometru shēmas, kuras var universāli izmantot ķermeņa temperatūras vai telpas atmosfēras temperatūras mērīšanai no nulles grādiem līdz 50 grādiem pēc Celsija.

Iepriekšējā ziņojumā mēs uzzinājām dažas izcilās temperatūras sensora mikroshēmas iezīmes LM35 , kas dod izejas mainīgā spriegumā, kas ir tieši ekvivalents apkārtējās temperatūras izmaiņām pēc Celsija.

Šī īpašība jo īpaši padara ierosinātās istabas temperatūras konstrukciju termometra ķēde ļoti vienkārši.

1) Elektroniskais termometrs, izmantojot vienu IC LM35

Vienkārši ir nepieciešams, lai viens IC būtu savienots ar piemērotu skaitītāja kustības spoles veidu, un jūs sākat iegūt rādījumus gandrīz nekavējoties.

IC LM35 parādīs 10 mv izejas voltu pieaugumu, reaģējot uz katru grādu apkārtējās atmosfēras temperatūras paaugstināšanos.

Zemāk redzamā shēmas shēma visu izskaidro, nav nepieciešamas nekādas sarežģītas shēmas, vienkārši pievienojiet 0-1 V FSD kustīgās spoles skaitītāju attiecīgajiem IC kontaktiem, atbilstoši iestatiet katlu un esat gatavs ar istabas temperatūras sensora ķēdi .

Vienības iestatīšana

Pēc tam, kad esat samontējis ķēdi un veicis parādītos savienojumus, varat turpināt termometra iestatīšanu, kā paskaidrots zemāk:

1. Novietojiet iepriekš iestatīto vidējā diapazonā.
2. Ieslēdziet strāvas padevi ķēdei.
3. Paņem bļodu ar kūstošu ledu un iegremdē IC ledus iekšpusē.
4. Tagad uzmanīgi sāciet iestatīt iepriekš iestatīto tā, lai skaitītājs rādītu nulles voltu.
5. Ir pabeigta šī elektroniskā termometra iestatīšanas procedūra.

Pēc sensora noņemšanas no ledus dažu sekunžu laikā tas sāks rādīt pašreizējo istabas temperatūru virs skaitītāja tieši pēc Celsija.

2) Telpas temperatūras monitora ķēde

Šeit ir parādīta vēl viena elektroniskā termometra konstrukcija, kas ir vēl viena ļoti vienkārša, bet ļoti precīza gaisa temperatūras sensora mērinstrumentu shēma.

Ļoti daudzpusīgā un precīzā IC LM 308 izmantošana liek ķēdei reaģēt un lieliski reaģēt uz mazākajām temperatūras izmaiņām apkārtējā atmosfērā.

Dārza diode 1N4148 tiek izmantota kā temperatūras sensors

Diods 1N4148 (D1) šeit tiek izmantots kā aktīvs apkārtējās vides temperatūras sensors. Šeit ir efektīvi izmantots pusvadītāju diodes, piemēram, 1N4148, unikāls trūkums, kas parāda sprieguma raksturlīkņu izmaiņas uz priekšu, ietekmējot apkārtējās vides temperatūras izmaiņas, un šo ierīci izmanto kā efektīvu, lētu temperatūras sensoru.

Šeit sniegtā elektroniskā gaisa temperatūras sensora mērīšanas shēma ir ļoti precīza pēc savas funkcijas, kategoriski tās minimālā histerēzes līmeņa dēļ.

Šeit iekļauts pilnīgs ķēdes apraksts un uzbūves norādījumi.

Ķēdes darbība

Elektroniskā gaisa temperatūras sensora mērinstrumenta ķēdes pašreizējā shēma ir izcili precīza, un to var ļoti efektīvi izmantot, lai uzraudzītu atmosfēras temperatūras svārstības. Īsi izpētīsim tā ķēdes darbību:

Šeit kā parasti mēs izmantojam ļoti daudzpusīgu “dārza diode” 1N4148 kā sensoru, pateicoties tā tipiskajam trūkumam (vai drīzāk priekšrocībai šajā gadījumā) mainīt tā vadītspējas raksturlielumus mainīgas apkārtējās vides temperatūras ietekmē.

Diods 1N4148 var ērti radīt lineāru un eksponenciālu sprieguma kritumu visā sevī, reaģējot uz atbilstošu apkārtējās temperatūras paaugstināšanos.

Šis sprieguma kritums ir aptuveni 2 mV par katru temperatūras paaugstināšanos.

Šī īpašā 1N4148 iezīme tiek plaši izmantota daudzās zemas temperatūras sensoru ķēdēs.

Atsaucoties uz piedāvāto istabas temperatūras monitoru ar zemāk sniegto indikatora shēmas shēmu, mēs redzam, ka IC1 ir vads kā apgriezts pastiprinātājs un veido ķēdes sirdi.

Tās neinvertējošais tapa # 3 tiek turēts pie noteikta fiksēta atskaites sprieguma ar Z1, R4, P1 un R6 palīdzību.

Tranzistori T1 un T2 tiek izmantoti kā pastāvīgs strāvas avots un palīdz uzturēt lielāku ķēdes precizitāti.

IC invertējošā ieeja ir savienota ar sensoru un uzrauga pat mazākās sprieguma izmaiņu izmaiņas sensora diode D1. Šīs sprieguma svārstības, kā paskaidrots, ir tieši proporcionālas apkārtējās temperatūras izmaiņām.

Novērotās temperatūras svārstības IC uzreiz pastiprina atbilstošā sprieguma līmenī un tiek uztvertas pie tā izejas tapas # 6.

Attiecīgie rādījumi tiek tieši pārvērsti Celsija grādos, izmantojot 0-1V FSD kustīgās spoles tipa skaitītāju.

Detaļu saraksts

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1 miljons,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = 10K PRESET,
• P2 = 100K PRESET,
• C1 = 33 pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7 V, 400 mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Universāla plāksne atbilstoši izmēram.
• B1 un B2 = 9 V PP3 akumulators.
• M1 = 0 - 1 V, FSD kustīgā spoles tipa voltmetrs

Ķēdes iestatīšana

Procedūra ir nedaudz kritiska un prasa īpašu uzmanību. Lai pabeigtu procedūru, jums būs nepieciešami divi precīzi zināmi temperatūras avoti (karsts un auksts) un precīzs termometrs dzīvsudrabs stiklā.

Kalibrēšanu var pabeigt, izmantojot šādus punktus:

Sākotnēji saglabājiet iestatījumus, kas iestatīti viņu vidū. Ķēdes izejā pievienojiet voltmetru (1 V FSD).

Aukstās temperatūras avotam šeit tiek izmantots ūdens aptuveni istabas temperatūrā.

Iemērciet sensoru un stikla termometru ūdenī un reģistrējiet temperatūru stikla termometrā un līdzvērtīgu sprieguma iznākumu voltmetrā.

Paņemiet trauku eļļas, uzkarsējiet to līdz aptuveni 100 grādiem pēc Celsija un pagaidiet, līdz tā temperatūra stabilizējas līdz aptuveni 80 grādiem pēc Celsija.

Tāpat kā iepriekš, iegremdējiet divus sensorus un salīdziniet tos ar iepriekš minēto rezultātu. Sprieguma nolasījumam jābūt vienādam ar temperatūras izmaiņām stikla termometra reizinājumā ar 10 mill voltu. Vai nesaprati? Nu, lasīsim šādu piemēru.

Pieņemsim, ka aukstās temperatūras avota ūdens ir 25 grādi pēc Celsija (istabas temperatūra), karstais avots, kā mēs zinām, ir 80 grādi pēc Celsija. Tādējādi starpība vai temperatūras maiņa starp tām ir vienāda ar 55 grādiem pēc Celsija. Tāpēc sprieguma rādījumu starpībai jābūt 55 reizinātai ar 10 = 550 mill volti vai 0,55 volti.

Ja jūs ne visai atbilstat kritērijam, noregulējiet P2 un turpiniet atkārtot darbības, līdz beidzot to sasniedzat.
Kad iepriekšminētais izmaiņu ātrums (10 mV uz 1 grādu pēc Celsija) ir iestatīts, vienkārši noregulējiet P1 tā, lai skaitītājs rādītu 0,25 voltu pie 25 grādiem (sensors tiek turēts ūdenī istabas temperatūrā).

Tas noslēdz ķēdes iestatījumu.
Šo gaisa temperatūras sensora mērinstrumentu var efektīvi izmantot arī kā telpas elektroniskā termometra bloku.

3) Istabas termometra ķēde, izmantojot LM324 IC

3. dizains, iespējams, ir vislabākais, ciktāl tas attiecas uz izmaksām, konstrukcijas vieglumu un precizitāti.

Vienīgais LM324 IC, 78L05 5V parastais IC un daži pasīvie komponenti ir vajadzīgi, lai izveidotu šo vieglāko telpas Celsija indikatora ķēdi.

No 4 op ampiem tiek izmantoti tikai 3 op ampēri LM324 .

Op amp A1 ir pievienots, lai izveidotu virtuālu pamatu ķēdei, tās efektīvai darbībai. A2 ir konfigurēts kā neinvertējošs pastiprinātājs, kur atgriezeniskās saites rezistors tiek aizstāts ar 1N4148 diode.

Šis diode darbojas arī kā temperatūras sensors un nokrītas ap 2 mV no katras apkārtējās vides temperatūras paaugstināšanās.

Šo 2 mV kritumu nosaka A2 ķēde un tas tiek pārveidots par attiecīgi mainīgu potenciālu tapā # 1.

Šo potenciālu vēl vairāk pastiprina un buferē A3 invertējošais pastiprinātājs, lai padotu pievienoto 0 līdz 1V volmetra vienību.

Voltmetrs pārveido no temperatūras atkarīgo mainīgo izvadi kalibrētā temperatūras skalā, lai ātri iegūtu telpas temperatūras datus, izmantojot attiecīgās novirzes.

Visu ķēdi darbina viens 9 V PP3.

Tātad ļaudis, tās bija 3 atdzist, viegli uzbūvējamas istabas temperatūras indikatoru shēmas, kuras jebkurš hobijs var izveidot, lai ātri un lēti uzraudzītu telpas apkārtējās vides temperatūras svārstības, izmantojot standarta elektroniskos komponentus un neiesaistot sarežģītas Arduino ierīces.

4) Elektroniskais termometrs, izmantojot IC 723

Tāpat kā iepriekšminētais dizains arī šeit tiek izmantots silīcija diode kā temperatūras sensors. Silīcija diode krustošanās potenciāls samazinās par aptuveni 1 milivoltu par katru grādu centigrādi, kas ļauj noteikt diode temperatūru, aprēķinot spriegumu virs tā. Konfigurējot kā temperatūras sensoru, diode piedāvā augstas linearitātes priekšrocības ar zemu laika konstanti.

To varētu papildus ieviest plašā temperatūras diapazonā no -50 līdz 200 C. Tā kā diodes spriegums ir jānovērtē diezgan precīzi, ir nepieciešama uzticama atskaites padeve.

Pienācīgs variants ir IC 723 sprieguma stabilizators. Kaut arī zenera sprieguma absolūtā ti vērtība šajā IC var atšķirties no IC, temperatūras koeficients ir ārkārtīgi mazs (parasti 0,003% uz C grādu).

Papildus, ir zināms, ka 723 stabilizējas 12 voltu barošana visā ķēdē. Ievērojiet, ka ķēdes shēmā esošo tapu numuri ir piemēroti tikai IC 723 divkāršās līnijas (DIL) variantam.

Otrā IC, 3900, ietver četrkodolu pastiprinātājus, kur tiek izmantoti tikai pāris. Šie op ampēri ir paredzēti lai strādātu nedaudz savādāk, tās tiek konfigurētas kā strāvas piedziņas vienības, nevis kā sprieguma vadītas. Ieeju vislabāk varētu uzskatīt par tranzistora bāzi kopējā emitētāja konfigurācijā.

Tā rezultātā ieejas spriegums bieži ir aptuveni 0,6 volti. R1 ir savienots ar atskaites spriegumu, un caur šo rezistoru pārvietojas pastāvīga strāva. Sakarā ar lielo atvērtās cilpas pieaugumu, op amp spēj pielāgot savu izeju, lai tā invertējošā ieejā nonāktu tieši tāda pati strāva, un strāva caur temperatūras jutīgo diodi (D1) tādējādi paliek nemainīga.

Šī iestatīšana ir svarīga, jo diode būtībā ir sprieguma avots ar īpašu iekšējo pretestību, un jebkura veida novirze strāvā, kas pārvietojas caur to, var radīt sprieguma izmaiņas, kuras var beigties kļūdaini tulkots kā temperatūras svārstības. Tādējādi izejas spriegums pie tapas 4 ir tāds pats kā spriegums invertēšanas ieejā, kā arī spriegums ap diodi (pēdējais mainās atkarībā no temperatūras).

C3 kavē svārstības. IC 2B 1. tapa ir piestiprināta pie fiksētā atskaites potenciāla, un nemainīga strāva attiecīgi pārvietojas neinvertējošajā ieejā. IC2B invertējošā ieeja ar R2 palīdzību tiek savienota ar IC 2A izeju (tapu 4), lai to darbinātu ar temperatūru atkarīga strāva. IC 2B pastiprina starpību starp ieejas strāvām līdz vērtībai, kuru sprieguma novirzi pie izejas (5. kontakts) varētu ātri nolasīt ar 5 līdz 10 voltu f.s.d. voltmetrs.

Gadījumā, ja tiek izmantots paneļa skaitītājs, var būt nepieciešams konfigurēt Ohma likumu, lai noteiktu sērijas pretestību. Ja 100 uA f.s.d. tiek izmantots skaitītājs ar iekšējo pretestību 1200, kopējai pretestībai 10 V pilna mēroga novirzei jābūt tādai, kā norādīts aprēķinā:

10 / 100uA = 100K

Rezultātā R5 jābūt 100 k - 1k2 = 98k8. Labāk darbosies tuvākā kopējā vērtība (100 k). Kalibrēšanu var veikt, kā paskaidrots zemāk: nulles punktu sākotnēji nosaka P1, izmantojot temperatūras sensoru, kas iegremdēts kušanas ledus traukā. Pēc tam pilnas skalas novirzi var fiksēt ar P2, lai šo diodi varētu iegremdēt karstā ūdens iekšpusē, kura temperatūra ir noteikta (pieņemsim, ka verdoša ūdens, kas pārbaudīts ar jebkuru standarta termometru, ir 50 °).