- 1.0 Рейтинг
- 14041 Просмотр
Главное отличие данного термометра от большинства электронных
термометров, предложенных на страницах радиолюбительских изданий, в том ,
что он обеспечивая высокую точность и линейность измерения, показывает
температуру от двух отдельных термодатчиков, один из которых, например,
располагается внутри автомобиля, а второй за его пределами. Показания
(внутри-снаружи) переключаются автоматически с периодом в несколько
секунд, а источник температуры индицируется двумя светодиодами разного
цвета свечения (например : в салоне— красный, на улице — зеленый).
Принципиальная схема показана на рисунке. Она представляет собой мост, состоящий из одного плеча — резисторы R6 и R7, и второго плеча — резисторы R3 и R1 (или R4 и R2) и переход двухбазового транзистора VT1 (или VT2). Роль датчиков выполняют двухбазовые транзисторы. Если эмиттер такого транзистора соединить с одной из баз, то получается терморезистор сопротивлением 5-10 кОм с температурным коэффициентом 0,7-0,9%/С°. В одну диагональ этого моста включен микроамперметр Р1, а в другую источник питания. Фактически, получается мостовой линейный измеритель сопротивления перехода двухбазового транзистора. Такой термометр может измерять температуру в пределах -40 С...+40°С.
Для того, чтобы обеспечить измерение температуры в двух разных местах используются два различных термодатчика на транзисторах VT1 и VT2, он переключаются при помощи электронных ключей D1.4 и D1.3. Сопротивления разных экземпляров транзисторов КТ117А могут существенно отличаться (в пределах 5... 10 кОм), поэтому, чтобы не нарушать балансировку измерительного моста выполняется переключение не только транзисторов, но и элементов плеча моста, при помощи которых он балансируется для каждого термодатчика в отдельности.
Управление ключами D1.4 и D1.3 производится при помощи мультивибратора на ключевых элементах D1.1 и D1.2, переведенных в режим инверторов с открытыми выходами. Роль нагрузок этих инверторов выполняют резисторы R8 и R9. При подаче единицы на управляющий вход такого элемента его ключ открывается и напряжение на точке соединения этого ключа с резистором падает до уровня логического нуля. Получается, что при подаче на вход элемента единицы, на его выходе будет ноль. При подаче на управляющий вход нуля, ключ закрывается и на точке соединения ключа и резистора напряжение становится высокого уровня, близкое к уровню логической единицы. Таким образом реализуется функция инвертора. Мультивибратор, построенный на двух таких инверторах (D1.1 и D1.2) обеспечивает противофазные импульсы, следующие с периодом в 3-5 секунд (в зависимости от параметров RC-цепи R12 С2). Для индикации того, какой из датчиков в данный момент подключен к измерителю служат два светодиода VD2 и VD3, которые включаются транзисторами VT4 и VT5, работающими в режиме минимального тока в базовой цепи (в базовых цепях транзисторов включены резисторы большого сопротивления, и транзисторы открываются не полностью, а так, чтобы коллекторный ток был несколько тА, при этом ток, протекающий в базовой цепи небольшой, и он не оказывает влияния на работу мультивибратора на D 1.1 и D1.2).
Измерительный мост питается от праметри-ческого стабилизатора на VT3 и VD1. Напряжение питания термометра зависит от предельного напряжения питания микросхемы D1 и может быть от 9... 15 В. В качестве источника питания используется стандартный адаптер для питания 8-битных телевизионных игровых приставок или портативной аппаратуры.
Микроамперметр используется типа М42 с на 50 мкА, с нулевой отметкой в середине шкалы. Он удобен тем, что его шкала подходит для отображения температуры и её не нужно переградуировать. Если такого прибора нет, можно использовать микроамперметр на 100 мкА с нулем на краю шкалы, но при этом, в процессе налаживания, при нулевой температуре, его стрелку нужно будет, подбором номинала R7, переместить в середину шкалы, а оцифровку шкалы нужно будет переделать, так, чтобы нуль был в центре, а к краям шли цифры от 0 до 50.
Для настройки нужно подготовить емкость с тающим льдом или снегом (например из холодильника), его температура будет образцом температуры 0°С. Затем измеряют сопротивление одного из датчиков (начнем с VT1) и устанавливают резистор R3 (для VT2 — R4) сопротивлением, на 1 кОм меньше измеренного. Затем опускают датчик в лед (нужно обеспечить изоляцию от воды, например надев на выводы КТ 117 кембрик и залив их эпоксидной смолой, так чтобы металлический корпус транзистора не был залит, а только его выводы). Подстройкой R1 (для VT2 — R4) устанавливают стрелку прибора на нулевую отметку. Далее датчик возьмете в рот (или в кулак, под мышку, как медицинский термометр), и выждав около минуты, подстройкой R8 установить стрелку прибора на 36-37°С. На этом настройку можно считать законченной.
Период переключения "внутри-снаружи" можно установить по желанию, подбором R12 или С2. Если нужно, чтобы переключение "внутри-снаружи" выполнялось вручную внесите в схему такие изменения вывод R12, соединенный с выводом 1 D1.1 отсоединить от этого вывода, и подсоединить к выводу 14 D1. Вывод С2, соединенный с выводом 4 D1.2 отсоединить от этого вывода и подключить к выводу 7 D1. Взять кнопку без фиксации и подключить ее параллельно С2.
Теперь при нажатии на кнопку термометр будет показывать температуру на датчике VT2, затем , при отпускании этой кнопки он будет продолжать показывать температуру на VT2 еще несколько секунд, а затем переключится на датчик VT1, и будет показывать на нем температуру постоянно, пока не нажмете на кнопку снова.
Светодиоды VD2 и VD3 любого типа, важно чтобы они были разного цвета (лучше красный и зеленый).
Принципиальная схема показана на рисунке. Она представляет собой мост, состоящий из одного плеча — резисторы R6 и R7, и второго плеча — резисторы R3 и R1 (или R4 и R2) и переход двухбазового транзистора VT1 (или VT2). Роль датчиков выполняют двухбазовые транзисторы. Если эмиттер такого транзистора соединить с одной из баз, то получается терморезистор сопротивлением 5-10 кОм с температурным коэффициентом 0,7-0,9%/С°. В одну диагональ этого моста включен микроамперметр Р1, а в другую источник питания. Фактически, получается мостовой линейный измеритель сопротивления перехода двухбазового транзистора. Такой термометр может измерять температуру в пределах -40 С...+40°С.Для того, чтобы обеспечить измерение температуры в двух разных местах используются два различных термодатчика на транзисторах VT1 и VT2, он переключаются при помощи электронных ключей D1.4 и D1.3. Сопротивления разных экземпляров транзисторов КТ117А могут существенно отличаться (в пределах 5... 10 кОм), поэтому, чтобы не нарушать балансировку измерительного моста выполняется переключение не только транзисторов, но и элементов плеча моста, при помощи которых он балансируется для каждого термодатчика в отдельности.
Управление ключами D1.4 и D1.3 производится при помощи мультивибратора на ключевых элементах D1.1 и D1.2, переведенных в режим инверторов с открытыми выходами. Роль нагрузок этих инверторов выполняют резисторы R8 и R9. При подаче единицы на управляющий вход такого элемента его ключ открывается и напряжение на точке соединения этого ключа с резистором падает до уровня логического нуля. Получается, что при подаче на вход элемента единицы, на его выходе будет ноль. При подаче на управляющий вход нуля, ключ закрывается и на точке соединения ключа и резистора напряжение становится высокого уровня, близкое к уровню логической единицы. Таким образом реализуется функция инвертора. Мультивибратор, построенный на двух таких инверторах (D1.1 и D1.2) обеспечивает противофазные импульсы, следующие с периодом в 3-5 секунд (в зависимости от параметров RC-цепи R12 С2). Для индикации того, какой из датчиков в данный момент подключен к измерителю служат два светодиода VD2 и VD3, которые включаются транзисторами VT4 и VT5, работающими в режиме минимального тока в базовой цепи (в базовых цепях транзисторов включены резисторы большого сопротивления, и транзисторы открываются не полностью, а так, чтобы коллекторный ток был несколько тА, при этом ток, протекающий в базовой цепи небольшой, и он не оказывает влияния на работу мультивибратора на D 1.1 и D1.2).
Измерительный мост питается от праметри-ческого стабилизатора на VT3 и VD1. Напряжение питания термометра зависит от предельного напряжения питания микросхемы D1 и может быть от 9... 15 В. В качестве источника питания используется стандартный адаптер для питания 8-битных телевизионных игровых приставок или портативной аппаратуры.
Микроамперметр используется типа М42 с на 50 мкА, с нулевой отметкой в середине шкалы. Он удобен тем, что его шкала подходит для отображения температуры и её не нужно переградуировать. Если такого прибора нет, можно использовать микроамперметр на 100 мкА с нулем на краю шкалы, но при этом, в процессе налаживания, при нулевой температуре, его стрелку нужно будет, подбором номинала R7, переместить в середину шкалы, а оцифровку шкалы нужно будет переделать, так, чтобы нуль был в центре, а к краям шли цифры от 0 до 50.
Для настройки нужно подготовить емкость с тающим льдом или снегом (например из холодильника), его температура будет образцом температуры 0°С. Затем измеряют сопротивление одного из датчиков (начнем с VT1) и устанавливают резистор R3 (для VT2 — R4) сопротивлением, на 1 кОм меньше измеренного. Затем опускают датчик в лед (нужно обеспечить изоляцию от воды, например надев на выводы КТ 117 кембрик и залив их эпоксидной смолой, так чтобы металлический корпус транзистора не был залит, а только его выводы). Подстройкой R1 (для VT2 — R4) устанавливают стрелку прибора на нулевую отметку. Далее датчик возьмете в рот (или в кулак, под мышку, как медицинский термометр), и выждав около минуты, подстройкой R8 установить стрелку прибора на 36-37°С. На этом настройку можно считать законченной.
Период переключения "внутри-снаружи" можно установить по желанию, подбором R12 или С2. Если нужно, чтобы переключение "внутри-снаружи" выполнялось вручную внесите в схему такие изменения вывод R12, соединенный с выводом 1 D1.1 отсоединить от этого вывода, и подсоединить к выводу 14 D1. Вывод С2, соединенный с выводом 4 D1.2 отсоединить от этого вывода и подключить к выводу 7 D1. Взять кнопку без фиксации и подключить ее параллельно С2.
Теперь при нажатии на кнопку термометр будет показывать температуру на датчике VT2, затем , при отпускании этой кнопки он будет продолжать показывать температуру на VT2 еще несколько секунд, а затем переключится на датчик VT1, и будет показывать на нем температуру постоянно, пока не нажмете на кнопку снова.
Светодиоды VD2 и VD3 любого типа, важно чтобы они были разного цвета (лучше красный и зеленый).