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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 디지털 온도계. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 전력 조절기, 온도계, 열 안정기 이 장치는 넓은 범위에 걸쳐 다양한 물체의 온도를 정확하게 측정하도록 설계되었으며 일상 생활과 기술 분야 모두에서 사용을 권장할 수 있습니다. 이 온도계는 이전에 공개된 유사한 장치와 달리 K572 시리즈 LSI를 사용하므로 상대적으로 적은 수의 요소를 포함합니다. 온도계는 전원을 켜면 즉시 사용할 수 있습니다. 그러나 불행히도 낮은 온도 관성을 가진 직렬 센서가 없기 때문에 측정 과정이 상당히 길어지며(약 XNUMX분) 온도계의 범위가 다소 제한됩니다. 주요 기술 특성
디지털 온도계의 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 온도 센서가 위치한 물체의 온도 변화는 센서 저항의 변화를 일으키며, 블록 E1에서 이에 상응하는 전압 변화로 변환됩니다. 컨버터 U1은 전류 안정기 G1에 의해 전원이 공급됩니다. E1 블록의 출력 신호는 증폭기 A1에 의해 증폭되어 아날로그-디지털 변환기(ADC) U2에 공급되며, 출력에서 디지털 디스플레이 장치 H1이 켜지고 모니터링되는 전류 온도가 표시됩니다. 물체.
스위치 SB1(개략도 참조)은 온도를 측정할 대상에 설치된 온도 센서 RK1, RK2 중 하나를 선택합니다. 센서는 정밀 저항 R1 - R5로 만들어진 DC 측정 브리지의 암 중 하나에 포함됩니다. 측정된 온도 내에서 표시기 판독값의 정확도와 선형성은 주로 측정 브리지에 공급되는 전류의 안정성에 의해 결정됩니다.
브리지 공급 전류 안정기는 DA1.2 연산 증폭기를 기반으로 합니다. 트리밍 저항 R11을 사용하면 작은 범위 내에서 출력 전류 값을 변경할 수 있으므로 온도 센서의 저항을 전압으로 변환하는 기울기를 변경할 수 있으며 측정값의 상한 설정을 제공합니다. 온도. 하한은 튜닝 저항 R1으로 설정됩니다. 온도에 비례하는 측정 브리지의 대각선 전압은 연산 증폭기 DA1.1에서 만들어진 차동 증폭기에 의해 증폭되고 출력에서 ADC의 입력으로 공급됩니다. 커패시터 C1, C2, C4는 간섭을 필터링하는 역할을 합니다. ADC는 BIS K572PV2A에서 구현되며 "1" 자동 수정 및 입력 신호의 극성 자동 감지와 함께 이중 통합 원리로 작동합니다. 선택한 물체의 현재 온도에 대한 정보를 전달하는 신호는 3요소 표시기로 표시하기에 편리한 형태로 ADC의 출력에 표시됩니다. 1개의 LED 표시등 HGXNUMX - HGXNUMX 및 LED HLXNUMX로 구성된 보드에 들어갑니다. 측정 대상의 음의 온도에서 LED가 켜집니다. 정수와 2분의 XNUMX도를 구분하기 위해 HGXNUMX 표시기에 쉼표가 표시됩니다. 온도계는 변압기 T220을 통해 전압이 1V인 교류 네트워크에 의해 전원이 공급됩니다. 바이폴라 공급 전압을 안정화하기 위해 파라 메트릭 안정기 VD1R18 및 VD2R19가 제공됩니다. ADC 및 전류 안정기의 기준 전압은 저항 R16, R17의 전압 분배기에서 가져옵니다. 커패시터 C12에 의해 추가로 필터링됩니다. 디지털 온도계의 모든 요소는 모서리로 연결된 두 개의 인쇄 회로 기판(그림 3 및 그림 4 참조)에 배치됩니다. 이 장치는 고정 저항 R2 - R5 - C2-29V-0,125: R18, R19 - MLT-0,5를 사용합니다. 트리머 - SPZ-38, 나머지 - MLT-0,125. 커패시터 C1 - C5, C9 - K73-17-C7, C10, C11 - KT.1; C6, C8 - K10-7; C12-C 14 - K50-6. 지정된 정확도를 유지하면서 온도 센서의 호환성을 보장하기 위해 공칭 정적 특성 gr.6114을 갖는 상용 저항 온도 변환기 TSM-6651 GOST 72-23가 사용되었습니다. 표준 센서가 없으면 직접 만들 수 있습니다. 이렇게 하려면 직경 619mm의 PETV 와이어 0,05cm를 측정합니다. 절연 맨드릴에 두 가닥으로 감고 하나의 유연한 리드를 센서 와이어의 한쪽 끝에 납땜하고 동일한 리드 중 두 개를 두 번째 끝에 납땜합니다. 센서를 공급 케이블의 도체에 직접 납땜할 수 있습니다. 각 센서에는 케이블에 XNUMX개의 도체가 필요합니다. 이 연결을 통해 케이블 도체에 의해 발생하는 온도 오류를 보상할 수 있습니다. 다음으로, 센서가 설치될 환경에서 작동할 수 있는 케이스를 만들고 그 안에 권선이 있는 맨드릴을 고정하고 에폭시 수지로 채웁니다. 20 °C의 온도에서 센서의 저항은 57 Ohm이어야 합니다. 크기를 줄이기 위한 전원 변압기는 6,5개의 자기 회로 PL12,5X16x3(섹션 약 3000cm.kv)으로 구성됩니다. 권선 I에는 와이어 PEV-2 0,08 2턴, II - 130X2턴 와이어 PEV-0,18 111, 70 - 2턴 와이어 PEV-0,4 XNUMX가 포함됩니다. 전력 변압기에서는 다른 자기 회로를 사용할 수 있지만 온도계 케이스의 높이를 높여야 합니다. K157UD2 미세 회로는 해당 수정 회로가 있는 K140UD20으로 교체할 수 있습니다. K572PV2A - KR572PV2A이지만 인쇄 회로 기판 도체의 패턴을 변경해야 하며 허용 오차가 ± 0,3°C로 증가하면 다음을 수행할 수 있습니다. 또한 문자 색인과 함께 K572PV2를 사용하십시오. 알려진 좋은 요소로 정확하게 조립된 온도계는 조정할 필요가 없으며 측정 범위의 경계만 설정하면 됩니다. 이렇게 하려면 센서 대신 그에 상응하는 것을 포함하십시오(저항 저장소 또는 정확한 저항기). 먼저 저항이 41,7 옴인 저항을 켜고 저항 R1을 사용하여 디스플레이에 마이너스 50 ° C의 판독 값을 설정합니다. 그런 다음 저항을 공칭 값이 75,59ohm인 다른 저항으로 교체하고 저항 R11은 판독값을 +99,9°C로 설정합니다. 보정 작업은 두 번 반복해야 합니다. 측정된 온도 범위를 최대 180°C까지 확장해야 하는 경우 ADC에 ALS324B 디지털 표시기를 하나 더 연결해야 합니다. 온도계의 나머지 기술적 특성은 보존됩니다. 저자: N. Khomenkov, A. Zverev, Orel; 출판물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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