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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 범용 전자 온도계. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 전력 조절기, 온도계, 열 안정기 여기에 설명된 온도계를 사용하면 모터, 변압기, 트랜지스터 하우징, 다이오드, 납땜 인두 팁 및 기타 장치의 개별 지점에서 온도를 측정할 수 있습니다. 측정된 온도 범위 - 0...100°С 및 0...1000°С. 온도계의 온도 센서는 직경 0.2mm의 와이어로 용접된 크로멜-알루멜 열전대입니다. 알려진 바와 같이 열전대에 의해 생성된 EMF의 값은 열전대의 "뜨거운" 끝과 "차가운" 끝 사이의 온도 차이에 비례합니다. 문제의 전자 온도계는 열전대 t의 냉단 온도를 자동으로 보정합니다. ("방") 그것으로. 측정 장치가 물체의 온도를 나타내도록 t. 그 차이가 아닙니다 : t - t. 온도계의 개략도가 그림에 나와 있습니다.
측정 브리지(VT1, VT2, RK1, R1-R5)로 구성됩니다. 공급 전압 안정기(VT3, VT4, R6), 열전대 VK1. 전압 증폭기(DA1, DA2, R7-R11, SA1), 마이크로암미터 PA1, 전원 스위치 SA2 및 전원 공급 장치 GB1. 구리 서미스터 RK1과 저항 R3은 측정 브리지의 하부 암에 포함되어 있으며 트랜지스터 VT1 및 VT2에 있는 이러한 저항의 전류 안정기는 상부 암에 포함되어 있습니다. 측정 대각선 - 열전쌍 VK1 및 전압 증폭기의 미세 회로 DA1, DA2의 비 반전 입력. 증폭기의 매우 높은 입력 임피던스로 인해 측정 대각선에는 실질적으로 전류가 없으며 입력 전압(Uw)은 저항 R3 양단의 전압 강하에 의해 영향을 받지 않습니다. RK1 및 열전대 도체. 열전대의 냉접점은 온도계 하우징에 있어야 합니다. 온도 t가 변할 때(일정한 t에서) 서미스터 RK1(Urk1)의 전압과 열전쌍 E의 EMF는 역위상으로 변하므로 합계가 항상 일정하게 유지됩니다. 측정 장치 PA1의 눈금에서 0이 3 ° C의 온도에 해당하고 온도계 판독 값이 온도 tk에 의존하지 않기 위해 저항 R10 양단의 전압은 URz \u1d UPC1 \u1d K / LRx와 동일하게 설정됩니다. (0). 여기서 Urk1o - t.=1°C에서 RK1의 전압; K - 열전대의 열전 전력 계수: LRK1 - 저항기 RK3의 저항 온도 계수. 부등식(LRk2 "LR1(3))이 관찰되는 경우 종속성(1)이 유효합니다. 이 조건은 RK2이 구리선으로 감겨 있고 MLT 저항이 R3으로 사용되는 경우 충족하기 쉽습니다. 요구 사항(8) 및 (0)가 충족되면 입력 전압 Uk = K t(10). 동일한 전압이 저항 R9(측정 온도 범위 0 ~ 1000CGS 범위) 또는 저항 P1(범위 2 ~ 1)에 적용됩니다. 10X).연산 증폭기 DA8은 전압 폴로워 회로에 따라 연결되고 연산 증폭기 DA9는 비반전 증폭기 회로에 따라 연결되기 때문에 결과적으로 피드백 회로 RA3.R1의 전류는 다음과 같습니다. RAXNUMX은 물체의 온도 t에 정비례합니다. PA1은 100μA 마이크로암미터를 사용했다. 저항 RK1은 20 ... 10 옴의 저항까지 직경 1 mm의 절연 구리선이 있는 0.1 mm 두께의 텍스톨라이트 판 60x100 mm에 감겨 있습니다. 트랜지스터 VT3은 측정 브리지의 전압 조정기로 포함됩니다. 그 기능은 7V 미만의베이스 이미 터 접합의 항복 전압을 갖는 모든 저전력 실리콘 트랜지스터에 의해 수행 될 수 있습니다. 트랜지스터 VT1, VT2, VT4 - p-n 접합 컷오프 전압 VT1이있는 모든 저전력 전계 효과 트랜지스터. VT2 - 4V 이하 VT4 - 2V 이하. 트랜지스터 VT4의 차단 전압과 트랜지스터 VT3의 안정화 전압의 합은 배터리 전압 GB1보다 작아야 합니다. 이 양이 적을수록 배터리 방전이 깊어지고 thermomef는 계속 작동합니다. 마이크로파워 연산 증폭기는 최소한의 전력 소비를 위해서만 사용됩니다. 주전원에서 DAI, DA2로 온도계에 전원을 공급할 때 정밀 연산 증폭기를 사용하는 것이 바람직합니다. 트리머 저항 R2, R5, R8, R9 - 멀티 턴 - SP5-2V 또는 이와 유사한 기타. 나머지 저항은 MLT-0.125입니다. 온도계 조정은 전압 UR3 계산으로 시작됩니다. "크로멜-알루멜" 써모커플 K = 4.065 10-2 mV/°C. 구리의 경우 LRK1 = 4.3 10-3/°С. 평등 사용 (1). URc =4.065 10-2/ 4.3' 10-3 = 9,453 mV를 얻습니다. 다음으로 SA2 스위치를 닫습니다. 전압계(가급적 디지털)는 저항 R3과 병렬로 연결되고 계산된 전압은 가능한 가장 높은 정확도로 저항 R5로 설정됩니다. 그런 다음 스위치 SA1을 "100°" 위치로 이동합니다. 열전대 접합부를 녹는 얼음이 있는 용기로 낮추고 저항 R2는 마이크로 전류계 PA1의 화살표를 0으로 설정합니다. 저항 R2 또는 P5에 제어 한계가 충분하지 않으면 그에 따라 저항 R1 또는 R4를 교체해야 합니다. 그런 다음 열전대 접합부를 끓는 물이 담긴 용기로 낮추고 저항 R8은 화살표 PA1을 눈금의 마지막 분할 인 100μA로 설정합니다. 또한 끓는 물에서 열전쌍을 제거하지 않고 SA1을 "1000 °"위치로 전환하고 저항 R9는 화살표 PA1을 10μA로 설정합니다. 이것으로 설정이 완료됩니다. 장치 작동 중에 실온에서 1°C의 측정 한계에서 눈금을 벗어나는 PA100 화살표는 GB1 배터리가 방전되어 교체해야 함을 나타냅니다. 온도계의 최대 공급 전압은 OU의 허용 가능한 공급 전압(K140UD12 마이크로 회로 UMa.c = 15V의 경우) 또는 VT4 트랜지스터의 허용 가능한 드레인 게이트 전압과 VT3 트랜지스터의 베이스 이미 터 전환의 안정화 전압에 의해 결정됩니다. 최소 공급 전압은 안정화 전압 VT3과 트랜지스터 VT4의 차단 전압의 합과 다릅니다 (저자의 Umin은 7,5V였습니다). 온도계에서 소비하는 전류는 0,6 ~ 0,9mA입니다. 음의 온도를 측정할 때 온도계에 대한 열전대 연결의 끝을 바꿔야 합니다. 저자는 높은 작동 온도(최대 1300°C) 때문에 크로멜-알루멜 열전대를 사용했습니다. 측정 온도의 한계가 500 ° C를 초과하지 않으면 Chromel-Kopel 열전쌍을 사용하거나 사용 가능한 다른 금속 쌍 (합금)에서 열전쌍을 용접할 수 있습니다. 새로운 쌍이 다른 thermoEMF 계수 K 값과 그에 따라 다른 Ug 값을 가질 것이 분명합니다. 계수 K의 값은 핸드북에서 백금과 쌍을 이루는 이러한 금속의 열EMF 값을 가져 와서 서로 빼거나 K 값을 실험적으로 결정하여 계산할 수 있습니다. 이를 위해 열전쌍을 디지털 밀리볼트미터에 연결하고 먼저 얼음이 녹는 용기에 넣은 다음 끓는 물이 담긴 용기에 넣고 매번 전압계 판독값을 기록해야 합니다(기호 고려). 그런 다음 얻은 값의 차이를 찾아 100으로 나누어야 합니다. 결론적으로 다른 온도 센서에 비해 열전쌍의 장점에 주목하고 싶습니다. 첫째, 작은 치수(직경 0,2mm 와이어로 용접된 열전쌍 솔더 볼의 직경은 0,5mm를 초과하지 않으며 와이어가 더 얇으면 볼이 더 작아집니다). 둘째, 호환성, 즉 서로 다른 물체 또는 한 물체의 서로 다른 지점에 설치된 여러 개의 열전쌍을 하나의 온도계에 주기적으로 연결할 수 있는 가능성입니다. 반도체 서미스터 또는 다이오드의 경우 매개 변수의 확산으로 인해 불가능합니다. 셋째, 높은 작동 온도로 15°C 이상의 온도를 측정할 때 열전대가 필수 불가결합니다. 넷째, 무시할만한 비용과 제조 및 수리 용이성. 다섯째, 대부분의 경우 전해질의 온도를 측정할 때에도 열전대를 환경으로부터 격리할 필요가 없습니다. thermoEMF의 값이 낮기 때문에 열전쌍의 전기 화학 공정이 불가능하므로 열전쌍 자체의 재료가이 전해질과 화학적으로 상호 작용하지 않는 한 전해질이 닫히지 않습니다. 저자: V.Burkov, Ivanovo
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