ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Chất ổn định nhiệt độ trong các thiết bị gia dụng. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ điều chỉnh điện, nhiệt kế, ổn nhiệt Bài báo đã xuất bản dành cho việc lựa chọn và thực hành triển khai các máy điện tử được thiết kế để duy trì nhiệt độ cần thiết trong các thiết bị gia dụng khác nhau. Các khuyến nghị của tác giả có thể hữu ích cho nhiều nhà thiết kế nghiệp dư đài phát thanh. Phạm vi của bộ ổn định nhiệt độ trong các thiết bị được sử dụng trong gia đình khá rộng. Ví dụ, đây là kho chứa rau, bể cá, lồng ấp cỡ nhỏ, buồng xử lý nhiệt của ong, nhà kính, v.v. Một tài liệu phong phú được dành cho việc thiết kế các chất ổn định nhiệt cho các mục đích khác nhau, mô tả công việc của chúng. Tuy nhiên, theo tôi, chủ đề này vẫn phù hợp, đặc biệt đối với những người quyết định tự chế tạo các thiết bị như vậy. Có tính đến những khó khăn nhất định liên quan đến việc mua một số bộ phận và các điều kiện hoạt động khác nhau của bộ ổn định, tôi muốn giải quyết một số vấn đề chung trước khi mô tả các thiết kế cụ thể. Trước hết, khi bắt đầu thiết kế bộ ổn định nhiệt, cần xác định công suất của lò sưởi cung cấp nhiệt độ cần thiết trong một thể tích nhất định. Đây là một nhiệm vụ riêng biệt, đôi khi phức tạp, đòi hỏi tính toán kỹ thuật nhiệt. Để tính toán gần đúng, bạn có thể sử dụng các công thức đơn giản. Vì vậy, ví dụ, để bảo vệ sản phẩm khỏi bị đóng băng trong cửa hàng rau của bạn ở nhiệt độ ngoài trời lên tới -30 ° C trong hộp làm bằng ván hoặc ván dăm dày 20 mm, có lớp xốp dày 25 ... 30 mm, công suất sưởi ấm cần thiết phải là , như được chỉ ra trong [1]: P = V2/3, trong đó P là công suất sưởi ấm, tính bằng watt; V là thể tích bên trong của hộp tính bằng lít. Đối với hành lang ngoài, nhà kính khung được phủ bằng thủy tinh hoặc polyetylen, tổng công suất cần thiết của lò sưởi được xác định theo công thức sau [2]: P \ u1,23d XNUMX Sp Kt (thiếc - tnap), trong đó P - công suất lò sưởi tính bằng watt; Sp là tổng diện tích bề mặt làm mát (tường, sàn, trần) tính bằng m2; Kt - hệ số truyền nhiệt tính bằng W/m2 °C; thiếc và tout lần lượt là nhiệt độ bên trong và bên ngoài tính bằng độ. Giá trị của hệ số Kt có thể từ Kt = 3,3 (đối với kính hai lớp) đến Kt = 7,5 (đối với màng polyetylen một lớp). Bất kỳ bộ ổn định nhiệt độ nào cũng bao gồm một yếu tố nhạy cảm - cảm biến nhiệt độ và bộ khuếch đại tín hiệu cảm biến; bộ so sánh tín hiệu hoặc bộ so sánh tín hiệu; một khóa điện tử thực hiện các chức năng của một thiết bị kích hoạt; cung cấp điện và yếu tố làm nóng. Là một cảm biến nhiệt độ, các điện trở nhiệt của dòng KMT, MMT, ST thường được sử dụng, hệ số điện trở nhiệt độ (TCS) là âm - 2 ... 7% / độ. - và thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ và dung sai cho giá trị điện trở nhiệt điện trở là 10 ... 30%. Trong các bộ ổn định nhiệt nghiệp dư, nhiệt điện trở thường được sử dụng nhiều nhất vì TCR lớn. Tuy nhiên, tính phi tuyến tính đáng kể và dung sai lớn của chúng đòi hỏi phải điều chỉnh riêng các bộ ổn định nhiệt được thiết kế, chia độ, gây khó khăn cho việc thay thế trong trường hợp sửa chữa. Ví dụ, việc tính toán các tham số của cầu với nhiệt điện trở bán dẫn, với yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác, được mô tả trong [3, 4]. Các đặc tính đo lường tốt nhất có cảm biến nhiệt độ của dòng TSM - đồng. TCR của chúng là dương, nhưng nó chỉ là 0,3%/độ = = 1/293° và tính tuyến tính của đặc tính được đảm bảo trong dải nhiệt độ rộng. Chúng thuộc về các thiết bị có độ chính xác cao (0,1 ... 0,5%) và có thể hoạt động ngay cả trong môi trường khắc nghiệt. Nhược điểm của TCM là chiều dài tương đối lớn (khoảng 300 mm) và giá thành cao. Ít được biết đến như một cảm biến nhiệt độ là một điốt silicon, hệ số chuyển đổi âm của nó là 2 mV / độ. [5, 6]. Hầu như bất kỳ diode silicon công suất thấp nào cũng sẽ cung cấp nhiệt độ tuyến tính để chuyển đổi điện áp. Bất kỳ bộ chuyển đổi nhiệt nào được liệt kê ở đây thường được bao gồm trong một trong các nhánh của cầu điện trở, nguồn điện được ổn định. Tín hiệu đầu ra của cầu được đưa đến đầu vào của bộ so sánh hoặc, nếu cần, được khuếch đại trước. Để so sánh các tín hiệu, thuận tiện nhất là sử dụng bộ so sánh, là bộ khuếch đại hoạt động (op-amp) có phản hồi dương. Chức năng so sánh có thể được thực hiện bởi bất kỳ op-amp nào thuộc sê-ri K140, K553 hoặc các bộ so sánh được thiết kế đặc biệt của sê-ri K554. Bộ so sánh được ưa thích nhất là K554SAZ, cung cấp dòng điện đầu ra lên tới 50 mA, cho phép bạn bật trực tiếp rơle điện từ của bộ truyền động mà không cần bộ khuếch đại bổ sung. Việc lựa chọn một hoặc một loại rơle khác được xác định bởi hai yếu tố - giá trị của dòng điện hoạt động và điện áp và dòng điện cho phép của các tiếp điểm chuyển mạch của nó. Ở điện áp nguồn 220 V, các tiếp điểm rơle phải chuyển đổi dòng điện của lò sưởi một cách đáng tin cậy. Rơle công suất thấp phổ biến nhất là RES8, REN18 [7]. Các cuộn dây của rơle REN20 và MKU-48 (hộ chiếu 4.509.146) được thiết kế để hoạt động trực tiếp từ điện áp xoay chiều 220 V với dòng điện tiếp xúc cho phép là 5 A, trong thực tế cho phép chúng được sử dụng trong hầu hết các trường hợp. Với kết nối song song của hai nhóm tiếp điểm, các rơle này cung cấp khả năng bao gồm các bộ gia nhiệt có tổng công suất lên tới 2,2 kW. Ngoài rơle điện từ, một phần tử của bộ truyền động bao gồm bộ gia nhiệt có thể là trinistor hoặc triac. Các thiết bị này cho phép chuyển đổi dòng điện của máy sưởi lên đến 80 A. Việc không có tiếp điểm khiến việc sử dụng chúng trở nên thích hợp hơn. Đúng vậy, bản thân thiết kế của bộ ổn định nhiệt trở nên phức tạp hơn so với việc sử dụng rơle điện từ trong liên kết điều hành. Nguồn cung cấp ổn định nhiệt, theo quy định, là một máy biến áp hạ điện áp nguồn xuống 13 ... 16 V, với một hoặc hai bộ chỉnh lưu và bộ ổn định điện áp được chỉnh lưu đơn giản nhất. Công suất của máy biến áp mạng thường không vượt quá 10 ... 15 watt. Bạn có thể sử dụng máy biến áp hợp nhất của dòng TPP với bộ cuộn thứ cấp cần thiết [8]. Là một nguồn nhiệt, đặc biệt là về mặt an toàn điện, tốt nhất nên sử dụng lò sưởi điện hình ống - bộ phận làm nóng; tất nhiên, phù hợp và đèn sợi đốt thông thường, được thiết kế cho điện áp lưới. Ngày nay, có nhiều giải pháp mạch để xây dựng bộ ổn định nhiệt, trong đó các yếu tố được liệt kê được kết hợp trong các kết hợp khác nhau. Để định hướng trong việc lựa chọn bộ ổn định nhiệt độ được thiết kế, bạn có thể sử dụng bảng được đề xuất tại đây, trong đó hiển thị dữ liệu kỹ thuật chính của một số bộ ổn định nhiệt được xuất bản trước đó trên Radio. Đồng thời, tôi đề xuất lặp lại một bộ ổn định nhiệt được sử dụng rộng rãi (Hình 1), trong đó điốt silicon hoặc điện trở đồng đóng vai trò là cảm biến nhiệt độ. Một điểm khác biệt nữa của phiên bản máy điện tử này là không có bóng bán dẫn trong đó và có microammeter để đo nhiệt độ. Giống như hầu hết các bộ ổn định nhiệt được liệt kê trong bảng, nó bao gồm bốn nút: phần tử nhạy cảm, bộ so sánh, bộ truyền động và bộ cấp nguồn. Cảm biến nhiệt độ, chức năng được thực hiện bởi diode VD1, được bao gồm trong cầu đo với các điện trở R1 - R4 trong ba nhánh còn lại của nó. Tín hiệu từ đầu ra của cầu được cung cấp (thông qua các điện trở R5 và R6) đến cả hai đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động DA1 được bao phủ bởi phản hồi âm (mạch R8R9) và từ đầu ra của nó đến đầu vào đảo ngược của bộ so sánh DA2. Nhiệt độ cần thiết trong một thể tích kín được đặt bởi một biến trở R12, được trang bị thang đo thích hợp. Chức năng của bộ truyền động được thực hiện bởi rơle điện từ K1. Kích hoạt tín hiệu đầu ra của bộ so sánh, các tiếp điểm K1.1 của rơle bật đèn LED HL1, tín hiệu báo hiệu quá trình gia nhiệt đang bật và các tiếp điểm K1.2 - bộ gia nhiệt (Rn). Nguồn điện được hình thành bởi máy biến áp T1, cầu chỉnh lưu VD6, bộ lọc làm mịn C5R17 và C6R18. Điốt Zener VD4 và VD5 cung cấp cho các vi mạch của thiết bị điện áp lưỡng cực ±10 V. Để kiểm soát trực quan nhiệt độ không khí trong thể tích được làm nóng, một microammeter RA1 đã được đưa vào thiết bị để tạo ra dòng điện làm lệch hoàn toàn kim 100 μA (M4248), thang đo được hiệu chỉnh theo độ. Nếu phần điện tử của thiết bị nằm ngoài âm lượng được làm nóng, thì cảm biến đi-ốt (VD1) được kết nối với cầu điện trở bằng dây được che chắn. Khi được chỉ ra trong hình. 1 vi mạch, giá trị điện trở và các chi tiết khác, thiết bị cung cấp khả năng ổn định nhiệt độ trong khoảng 0...20°C. Ví dụ, để ổn định nhiệt độ trong khoảng +36 ... +45 ° C, đối với tủ ấm, điện trở danh nghĩa của điện trở R13 phải là 2 kOhm. Tất cả các điện trở cố định được sử dụng trong bộ ổn định nhiệt đều là MLT và các biến là SP5-2 (R4, R9 và R14), PPZ-40 hoặc PPB (R12). Tụ điện C3 - C6 - oxit K50-6, K50-16 hoặc K50-29, phần còn lại - KM-5 hoặc KM-6. Chúng tôi sẽ thay thế cầu diode KTs407A bằng cụm KTs402 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào. Điốt Zener VD2 - cho điện áp ổn định 8 ... 8,5 V, và VD4 và VD5 - cho 9,5 ... 10,5 V. Rơ le K1 - REN18 (hộ chiếu РХ4.564.509) hoặc MKU-48 (hộ chiếu 4.500.232). Cảm biến nhiệt độ VD1 - bất kỳ silicon. Tuy nhiên, tốt hơn là trong vỏ kim loại, chẳng hạn như dòng D207 hoặc D226 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào, vì một diode như vậy có quán tính nhiệt ít hơn. Công suất của máy biến áp nguồn T1 của nguồn điện là khoảng 5 watt. Cuộn dây thứ cấp của nó phải cung cấp điện áp xoay chiều 2x12 V ở dòng tải 80 ... 100 mA. Bộ ổn định nhiệt được gắn trong vỏ có kích thước 170x90x60 mm. Hầu hết các bộ phận của nó được đặt trên một bảng mạch in có kích thước 100x85 mm (Hình 2), được làm bằng sợi thủy tinh một mặt. Máy biến áp T1 và rơle K1 được gắn riêng, còn microammeter RA1, biến trở R12 và đèn LED HL1 và HL2 được đặt ở mặt trước của vỏ. Tốt hơn là thiết lập thiết bị theo trình tự sau. Đặt diode VD1 trong môi trường có nhiệt độ tương ứng với giới hạn điều khiển dưới (0°C), và cầu cân bằng với điện trở R4. Trong trường hợp này, số đọc của microammeter phải bằng không. Sau đó, tăng nhiệt độ của diode lên giá trị tối đa (20 ° C) và điện trở R9 để đạt được độ lệch cực đại của kim microammeter lên tới 100 μA. Tiếp theo, bạn cần điều chỉnh hoạt động của bộ so sánh DA2. Để làm điều này, động cơ của điện trở R12 được đặt ở vị trí cao nhất theo sơ đồ và diode VD1 được làm nóng đến nhiệt độ tối đa (20 ° C). Điện trở tông đơ R14 được sử dụng để chuyển bộ so sánh sang trạng thái khác, vận hành rơle K1 và làm sáng đèn LED HL2. Trong trường hợp này, sự phân chia trên thang đo của điện trở R12 sẽ tương ứng với nhiệt độ 20 ° C. Sau đó, không thay đổi điện trở của điện trở R14, hiệu chỉnh thang đo của điện trở R12 tại một số điểm, đạt được hoạt động của bộ so sánh ở các nhiệt độ khác nhau của diode cảm biến VD1. Nếu một nhiệt điện trở đồng được sử dụng làm cảm biến nhiệt độ, TKE dương, thì nó được đưa vào cầu đo thay cho các điện trở R3 và R4, và các điện trở này thay cho điốt VD1. Quy trình điều chỉnh giới hạn dưới và trên của phạm vi nhiệt độ vẫn như cũ. Nếu bộ phận điện tử của bộ ổn định nhiệt độ nằm ngoài âm lượng được làm nóng, nên lắp đặt diode zener VD2 bù nhiệt, ví dụ, dòng D818 hoặc KS191, để cải thiện độ chính xác của thiết bị. Văn chương
Tác giả: Yu.Andreev, St.Petersburg Xem các bài viết khác razdela Bộ điều chỉnh điện, nhiệt kế, ổn nhiệt. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Gián điệp răng trên một người ▪ Thuốc lá điện tử gây hại cho hệ miễn dịch của phổi ▪ DS1087L 3V EconOscillator Bộ dao động băng thông rộng đơn chip ▪ Tai nghe Honor Clear với tính năng Ghi nhịp tim Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Nguồn điện. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Bất đắc dĩ. biểu hiện phổ biến ▪ Đạo Tin lành ra đời như thế nào? đáp án chi tiết ▪ bài viết Tổ chức quy trình làm việc về bảo hộ lao động ▪ bài viết Sơ đồ điều khiển máy bơm. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết tục ngữ và câu nói Buryat. Lựa chọn lớn
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |