Nhiệt kế kỹ thuật số đối tượng kép

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ điều chỉnh điện, nhiệt kế, ổn nhiệt

 Bình luận bài viết

Theo quy luật, để đo nhiệt độ không khí trong phòng và bên ngoài phòng, người ta sử dụng hai nhiệt kế khác nhau, mặc dù sẽ hoàn toàn có thể thực hiện được nếu một có hai cảm biến nhiệt độ. Một thiết bị như vậy sẽ được thảo luận. Thiết bị dựa trên cảm biến nhiệt độ tích hợp K1019EM1 và ADC tích hợp kép KR572PV5.

Nhiệt kế (Hình 1) cho phép bạn luân phiên đo nhiệt độ của hai đối tượng khác nhau và các tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ có thể được chuyển đổi cả bằng tay và tự động. Một trong số các cảm biến được đặt trực tiếp trên bo mạch thiết bị, cảm biến còn lại là điều khiển từ xa.

Cơm. 1 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị (bấm vào để phóng to)

Sự hiện diện của bộ ổn định được thực hiện trên chip DA1 và bóng bán dẫn VT1 cho phép sử dụng dải điện áp rộng từ 7,5 đến 20 V để cấp nguồn cho thiết bị và độ ổn định nhiệt độ của điện áp đầu ra tốt hơn nhiều lần so với bộ ổn định bên trong KR572PV5 do sử dụng một diode zener có độ chính xác có thể điều chỉnh được là TL431C (tương tự trong nước của KR142EN19). Tất cả các mạch nhiệt kế được cấp nguồn từ bộ điều chỉnh điện áp +5 V này, bao gồm một bộ nghịch lưu điện áp xung, được thực hiện trên các phần tử DD3.4-DD3.6, VD1, VD2, C11, C12. Nó tạo ra điện áp -4,5 V, được kết nối với chân ADC 26. Điện áp thay đổi (50 kHz) cần thiết cho hoạt động của biến tần được lấy từ chân 38 của cùng một vi mạch.

Để thực hiện đầy đủ nhất các khả năng của cảm biến nhiệt độ DA2, DA3, dòng điện không đổi khoảng 1 mA phải chạy qua chúng. Chế độ này được cung cấp bởi các nguồn hiện tại trên các bóng bán dẫn VT2, VT3 và VT4, VT5. Giá trị hiện tại có thể được điều chỉnh bằng điện trở R15, R16. Việc chuyển đổi các cảm biến được thực hiện bằng các phím tương tự DD2.1 và DD2.2, là một phần của vi mạch K561KTZ. Phần tử thứ ba DD2.3 của nó, cùng với điện trở R12, thực hiện chức năng của một bộ nghịch lưu tín hiệu logic điều khiển các phím và phần tử thứ tư, DD2.4, cùng với phần tử DD5.3 và bộ đếm DD4, tham gia vào mạch lựa chọn chế độ hoạt động nhiệt kế

Mỗi lần nhấn nút SB1 dẫn đến sự thay đổi trạng thái của đầu ra của bộ đếm vòng, xác định một trong ba tùy chọn để kết nối cảm biến nhiệt độ với đầu vào ADC, đó là:

• kết nối cảm biến bên trong (DA2);
• một cảm biến từ xa (DA3) được kết nối;
• các cảm biến được kết nối xen kẽ với khoảng thời gian 3 ... 4 s.

Trong trường hợp sau, các phím được điều khiển bởi tín hiệu đầu ra của bộ đa hài (DD3.1-DD3.3, R17, R18, C3). Để có thể xác định cảm biến nào được kết nối tại thời điểm này, đồng thời với kết nối của cảm biến DA2, dấu ":" (dấu hai chấm) xuất hiện trên chỉ báo HG1, cho biết cảm biến nằm trên bảng và đo nhiệt độ trong phòng đang bật. Chế độ hiển thị nhiệt độ thay thế đi kèm với sự xuất hiện của dấu "~" (dấu ngã) trên chỉ báo. Việc hiển thị các ký tự này, cũng như ký hiệu "°С" và dấu thập phân ở chữ số thứ hai của HG1, được thực hiện bằng cách sử dụng các phần tử DD5.1, DD5.2, DD5.4.

Điện áp đầu ra của vi mạch K1019EM1 tính bằng milivôn tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối và bằng 10-Tk, trong đó Tk là nhiệt độ tính bằng độ Kelvin. Độ lệch của mức tín hiệu đầu ra của các cảm biến bằng -2731,5 mV, cần thiết cho quá trình chuyển đổi từ thang nhiệt độ Kelvin sang thang độ C, được thực hiện bởi giai đoạn vi sai đầu vào của chính bộ ADC. Giá trị bù được xác định bởi vị trí của điện trở tông đơ R8. Điện trở R10 đặt mức điện áp tham chiếu DD1.

Trong nhiệt kế, bạn có thể sử dụng điện trở cố định loại C2-23, C2-33 (5%), tuy nhiên, để đạt được độ chính xác tối đa với sự dao động đáng kể của nhiệt độ môi trường, tốt hơn nên dừng ở C2-29V với độ lệch từ giá trị danh nghĩa 1 ... 2%. Trước hết, điều này áp dụng cho các điện trở R6, R7, R9, R11 và R13. Thiết bị cũng sử dụng biến trở SDR-19a. Tụ điện C6, C7, và C12-điện tích K50-35 hoặc tương tự nhập khẩu, C4-K73-16, K73-17. Các tụ còn lại là KM5, KM6, K10-17. SB1 là một nút thu nhỏ với một cặp tiếp điểm đóng. Nguồn điện của thiết bị là bất kỳ, kể cả nguồn không ổn định. Dòng tiêu thụ - 7 ... 12 mA - phụ thuộc vào điện áp nguồn.

Cảm biến từ xa DA3, đặt ở ngoài trời, được đóng ngắt bởi tụ điện C6 để bảo vệ khỏi sự can thiệp và nhiễu có thể xảy ra. Với mục đích tương tự, nên sử dụng dây có vỏ bọc để kết nối cảm biến này với nhiệt kế và thiết kế phải đảm bảo cách ly khỏi các ảnh hưởng của khí quyển dưới dạng lớp phủ bằng vecni điện hoặc nhựa epoxy. Bạn cũng có thể sử dụng ống co nhiệt có đường kính phù hợp.

Trước khi lắp đặt nhiệt kế, bạn phải đảm bảo rằng điện áp ở chân 1 và 26 của DD1 so với dây chung là +5 và -4,5 V, tương ứng.) Và bằng cách đặt cảm biến DA3 trong một khối băng tan chảy hoặc tuyết, điện trở cắt R8 không đạt được số đọc của chỉ thị. Hơn nữa, cảm biến DA3 được chuyển sang nước nóng và đo nhiệt độ của nó bằng nhiệt kế tiêu chuẩn, điện trở R10 đặt giá trị này trên chỉ báo. Khi kết thúc quy trình này, các số đọc của cảm biến bên trong được đặt bằng nút SB1 (dấu ":" xuất hiện trên chỉ báo), nhiệt kế tham chiếu được đặt ở vùng lân cận của cảm biến DA2 và điện trở R20 đạt được sự bằng của chỉ thị của chỉ thị của thiết bị và nhiệt kế chuẩn khi đo nhiệt độ môi trường. Thao tác cuối cùng có thể được thực hiện mà không cần nhiệt kế tham chiếu. Trong trường hợp này, chỉ cần đưa cảm biến từ xa đến gần cảm biến bên trong nhất có thể và ở chế độ hiển thị nhiệt độ xen kẽ, hãy đặt số đọc của cảm biến bên trong bằng với số đọc của cảm biến bên ngoài có điện trở R20.

Văn chương: