На рис. приведена принципиальная схема, предлагаемого электронного термометра. Он способен измерять температуру от 0 до 100°С, от 0 до 50°С или от — 50 до +50°С — все зависит от стрелочного индикатора РА1, используемого в приборе.
Так, с показанным на схеме микроамперметром на 100 мкА термометр рассчитан на работу в первом из указанных диапазонов. Если установить индикатор на 50 мкА, можно работать во втором диапазоне. А с индикатором на 50 мкА, но с нулем посередине шкалы — в третьем.
Основу термометра составляют каскады на транзисторах VT1 и VT3. Смещение на базе транзистора VT1 задается цепочкой из резисторов R1-R3, причем переменным резистором R2 можно более точно подбирать напряжение смещения, а значит, балансировать измерительный мост и устанавливать стрелку индикатора РА1 на условный нуль отсчета (на нулевое деление шкалы). Напряжение смещения на базе транзистора VT2 определяется цепочкой и резисторов R10, R3 и диода VD1, подключенного к зажимам ХТ1, ХТ2 и выполняющего роль термочувствительного датчика. При изменении окружающей температуры изменяется напряжение смещения на базе транзистора VT2 и стрелка индикатора отклоняется. По углу отклонения стрелки судят о контролируемой температуре.
В цепь батареи GB1 включен параметрический стабилизатор, состоящий из балластного резистора R12 и стабилитрона VD2. Питание подается кнопкой SB1 только во время измерения. В простейшем варианте можно подавать напряжение от батареи 3336 или выпрямителя с выходным стабилизированным напряжением 4,5…6 В на проводники А и Б, при этом детали стабилизатора не нужны.
В качестве датчика можно применить любой кремниевый диод, например, серий КД102, Д226. При использовании диода серии Д226 для контроля температуры корпуса мощного транзистора следует удалить вывод катода, чтобы диод можно было прикладывать корпусом к контролируемой поверхности, а вместо него подпаять к боковой поверхности корпуса отрезок монтажного провода в изоляции.
Транзисторы — любые маломощные кремниевые, серий КТ306, КТ312, КТ315 с коэффициентом передачи 40…50. Все постоянные резисторы — МЛТ-0,25 или МЛТ- 0,125, переменный R2 — СП-1, подстроечный R9 — СП3-1a или СП3-16. Индикатор РА1 — типов М24, М592 или другой с указанным выше током полного отклонения стрелки.
Батарея GB1 — «Крона» или два последовательно соединенных элемента типа 3336. Налаживание собранного термометра начинают с проверки потребляемого им тока. К зажимам ХТ1 и ХТ2 подключают диод-датчик, а к точкам А и Б — батарею 3336 (через миллиамперметр на 30-50 мА). Стабилитрон VD2 временно отключают.
Стрелка миллиамперметра должна показать ток 10…20 мА, что укажет на исправность прибора.
Затем проверяют действие переменного резистора R2, устанавливая им стрелку индикатора на отметку 20 мкА при нормальной окружающей температуре (20°С). После этого, зажав в руке датчик, наблюдают за увеличением показаний
стрелочного индикатора. Если они, наоборот, падают, изменяют полярность включения микроамперметра.
Следующий этап — калибровка электронного термометра. Диод-датчик опускают в сосуд с водой и снегом или льдом (в воде должен находиться только одни из выводов диода, поэтому на время калибровки диод нужно поместить в изогнутую поливинилхлоридную трубку) — температура такой смеси равна 0°С. Резистором R2 устанавливают стрелку индикатора точно на нулевую отметку шкалы.
Вынимают датчик из воды и дожидаются, когда показания индикатора увеличатся до первоначального значения. Вновь опускают датчик в воду, но уже кипящую, ее температура около 100°С. Резистором R9 добиваются отклонения стрелки на конечную отметку шкалы. Далее проверяют калибровку начальной отметки шкалы, опуская датчик в воду со льдом или снегом и корректируя положение движка резистора R2, после чего датчик помещают в кипящую воду и добиваются нужного отклонения стрелки индикатора подстроечным резистором R9. И так — несколько раз, пока не удастся добиться точных показаний индикатора. В дальнейшем достаточно будет корректировать положение стрелки индикатора переменным резистором R2, помещая датчик в комнату с известной температурой.
Для термометра со шкалой 0…50°С датчик опускают в стакан с остывающей горячей водой и помещенным в него контрольным термометром в тот момент, когда температура воды достигнет заданной (50°С).
Литература
Блокнот «Радіоаматора” № 3
Загрузка...