4 yleistä elektronista lämpömittaripiiriä

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Täältä opimme neljä parasta elektronista lämpömittaripiiriä, joita voidaan yleisesti käyttää mittaamaan ruumiinlämpötiloja tai ilmakehän huonelämpötiloja nollasta 50 ° C: seen.

Edellisessä viestissä opimme joitain erinomaisen lämpötila-anturisirun ominaisuuksia LM35 , joka antaa lähtöjä vaihtelevilla jännitteillä, jotka vastaavat suoraan ympäristön lämpötilan muutoksia celsiusasteina.



Tämä ominaisuus tekee erityisesti ehdotetun huonelämpötilan rakenteen lämpömittaripiiri erittäin yksinkertainen.

1) Elektroninen lämpömittari, jossa on yksi IC LM35

Se vaatii vain yhden IC: n yhdistämisen sopivaan liikkuvaan kelatyyppiseen mittariin, ja aloitat lukemien melkein välittömästi.



IC LM35 näyttää 10 voltin nousun lähtöjännitteissään vasteena jokaiseen astetta ympäröivän ilmakehän lämpötilan nousuun.

Alla oleva piirikaavio selittää kaiken, ei tarvita monimutkaisia ​​piirejä, kytke vain 0-1 V FSD: n liikkuva kelamittari mikropiirin vastaavien nastojen yli, aseta potti asianmukaisesti ja olet valmis huonelämpötila-anturipiirisi kanssa .

Yksikön asettaminen

Kun olet koottanut piirin ja suorittanut esitetyt liitännät, voit jatkaa lämpömittarin asetusta alla kuvatulla tavalla:

  1. Aseta esiasetus puoliväliin.
  2. Kytke virta virtapiiriin.
  3. Ota kulho sulavaa jäätä ja upota IC jään sisälle.
  4. Aloita nyt esiasetuksen säätäminen varovasti siten, että mittari lukee nollavolttia.
  5. Tämän elektronisen lämpömittarin asennusprosessi on suoritettu.

Kun olet poistanut anturin jäästä, se alkaa muutamassa sekunnissa näyttää nykyisen huonelämpötilan mittarin yli suoraan celsiusasteina.

2) Huonelämpötilan valvontapiiri

Toinen alla oleva elektroninen lämpömittarisuunnitelma on toinen erittäin yksinkertainen mutta erittäin tarkka ilman lämpötila-anturin mittaripiiri.

Erittäin monipuolisen ja tarkan IC LM 308: n käyttö saa piirin reagoimaan ja reagoimaan erinomaisesti pienimpiin ympäröivän ilmakehän lämpötilamuutoksiin.

Puutarhadiodin 1N4148 käyttäminen lämpötila-anturina

Diodia 1N4148 (D1) käytetään tässä aktiivisena ympäristön lämpötila-anturina. Puolijohdediodin, kuten 1N4148, ainutlaatuista haittapuolta, joka osoittaa eteenpäin suuntautuvan jännitteen ominaismuutoksen ympäristön lämpötilan muutoksen vaikutuksella, on tässä käytetty hyväksi, ja tätä laitetta käytetään tehokkaana, halpana lämpötila-anturina.

Tässä esitetty elektroninen ilman lämpötila-anturin mittaripiiri on toiminnaltaan erittäin tarkka, ehdottomasti sen vähimmäishystereesitason vuoksi.

Täydellinen piirikuvaus ja rakennevihjeet sisältyvät tähän.

Piirin käyttö

Elektronisen ilman lämpötila-anturin mittaripiirin nykyinen piiri on erittäin tarkka ja sitä voidaan käyttää erittäin tehokkaasti ilmakehän lämpötilan vaihtelujen seuraamiseen. Tutkitaan lyhyesti sen piirin toimintaa:

Tässä käytetään tavalliseen tapaan erittäin monipuolista 'puutariodiodia' 1N4148 anturina johtuen sen tyypillisestä haittapuolesta (tai pikemminkin edusta tässä tapauksessa), että se muuttaa johtavuusominaisuuksiaan vaihtelevan ympäristön lämpötilan vaikutuksesta.

Diodi 1N4148 pystyy mukavasti tuottamaan lineaarisen ja eksponentiaalisen jännitehäviön itsensä yli vastauksena ympäröivän lämpötilan nousuun.

Tämä jännitehäviö on noin 2 mV jokaista lämpötilan nousua kohden.

Tätä 1N4148: n erityisominaisuutta hyödynnetään laajasti monissa matalan lämpötilan anturipiireissä.

Viitaten ehdotettuun huonelämpötilan monitoriin, jossa on indikaattoripiirikaavio, voimme nähdä, että IC1 on johdotettu käänteisenä vahvistimena ja muodostaa piirin sydämen.

Sen ei-kääntyvä tappi # 3 pidetään tietyllä kiinteällä referenssijännitteellä Z1: n, R4: n, P1: n ja R6: n avulla.

Transistoreita T1 ja T2 käytetään vakiovirtalähteenä ja ne auttavat ylläpitämään piirin suurempaa tarkkuutta.

IC: n käänteinen tulo on kytketty anturiin ja valvoo pienintäkään jännitemuutoksen muutosta anturidiodin D1 yli. Nämä jännitteen vaihtelut, kuten on selitetty, ovat suoraan verrannollisia ympäristön lämpötilan muutoksiin.

Tunnistettu lämpötilan vaihtelu vahvistetaan välittömästi vastaavaksi jännitetasoksi IC: n kautta ja se vastaanotetaan sen lähtönastalla # 6.

Asiaankuuluvat lukemat muunnetaan suoraan celsiusasteiksi 0–1 V: n FSD-liikkuvan kelan tyyppisellä mittarilla.

Huonelämpötilan valvontapiiri

Osaluettelo

  • R1, R4 = 12K,
  • R2 = 100E,
  • R3 = 1 M,
  • R5 = 91 K,
  • R6 = 510K,
  • P1 = 10K ESIPALETTU,
  • P2 = 100K ESIASETUS,
  • C1 = 33 pF,
  • C2, C3 = 0,0033uF,
  • T1, T2 = BC 557,
  • Z1 = 4,7 V, 400 mW,
  • D1 = 1N4148,
  • IC1 = LM308,
  • Yleiskäyttöinen levy koon mukaan.
  • B1 ja B2 = 9 V PP3-akku.
  • M1 = 0 - 1 V, FSD-liikkuvan kelan tyyppinen volttimittari

Piirin asettaminen

Menettely on vähän kriittinen ja vaatii erityistä huomiota. Menettelyn loppuun saattamiseksi tarvitaan kaksi tarkasti tunnettua lämpötilalähdettä (kuuma ja kylmä) ja tarkka elohopea lasissa -lämpömittari.

Kalibrointi voidaan suorittaa seuraavien kohtien kautta:

Aluksi pidä esiasetukset asetettu puoliväliinsä. Liitä volttimittari (1 V FSD) piirin lähtöön.

Kylmän lämpötilan lähteelle käytetään tässä noin huoneenlämpötilassa olevaa vettä.

Kasta anturi ja lasilämpömittari veteen ja kirjaa lämpötila lasilämpömittariin ja vastaava jännitteen tulos volttimittariin.

Ota kulho öljyä, kuumenna se noin 100 asteeseen ja odota, kunnes sen lämpötila vakiintuu noin 80 asteeseen.

Kuten edellä, upota kaksi anturia ja vertaa niitä yllä olevaan tulokseen. Jännitelukeman tulisi olla yhtä suuri kuin lämpötilamuutos lasimittarissa kertaa 10 millijännite. Etkö saanut sitä? No, luetaan seuraava esimerkki.

Oletetaan, että kylmän lämpötilan lähdevesi on 25 celsiusastetta (huoneen lämpötila), kuuman lähteen, kuten tiedämme, lämpötila on 80 astetta. Siten niiden välinen ero tai lämpötilan muutos on yhtä suuri kuin 55 celsiusastetta. Siksi jännitelukemien eron tulisi olla 55 kerrottuna arvolla 10 = 550 millilitraa tai 0,55 volttia.

Jos et täytä kriteeriä, säädä P2 ja jatka vaiheiden toistamista, kunnes lopulta saavutat sen.
Kun yllä oleva muutosnopeus (10 mV / 1 celsiusaste) on asetettu, säädä vain P1 niin, että mittari näyttää 0,25 volttia 25 astetta (anturi pidetään vedessä huoneenlämmössä).

Tämä päättää piirin asetuksen.
Tätä ilman lämpötila-anturin mittaripiiriä voidaan käyttää tehokkaasti myös huoneen elektronisena lämpömittarina.

3) Huonelämpömittaripiiri käyttäen LM324 IC: tä

Huonelämpötilan osoitinpiiri LM324 IC: llä

Kolmas malli on luultavasti paras kustannusten, rakentamisen helppouden ja tarkkuuden suhteen.

Yksinkertainen LM324 IC, 78L05 5V säännöllinen IC ja muutama passiivinen komponentti ovat kaikki mitä tarvitaan tämän helpoimman huoneen Celsius-indikaattoripiirin tekemiseksi.

Vain 3 op ampeeria käytetään 4 op ampeeria LM324 .

Op-vahvistin A1 on kytketty luomaan virtuaalinen maadoitus piirille, jotta se toimii tehokkaasti. A2 on konfiguroitu ei-invertoivaksi vahvistimeksi, jossa takaisinkytkentävastus on korvattu 1N4148-diodilla.

Tämä diodi toimii myös lämpötila-anturina ja laskee noin 2 mV jokaisesta ympäristön lämpötilan noususta.

A2-piiri havaitsee tämän 2 mV: n pudotuksen ja muunnetaan vastaavasti vaihtelevaksi potentiaaliksi tapissa # 1.

Tätä potentiaalia vahvistetaan ja puskuroidaan edelleen A3-käänteisvahvistimella liitetyn 0 - 1 V-volttimittarin syöttämiseksi.

Jännitemittari muuntaa lämpötilasta riippuvan vaihtelevan ulostulon kalibroiduksi lämpötila-asteikoksi huonelämpötiladatan tuottamiseksi nopeasti asiaankuuluvien taipumien kautta.

Koko piiri saa virtansa yhdestä 9 V: n PP3: sta.

Joten ihmiset, nämä olivat 3 viileää, helposti rakennettavaa huonelämpötilan osoitinpiiriä, jotka kuka tahansa harrastaja voi rakentaa valvomaan tilan ympäristön lämpötilavaihteluja nopeasti ja edullisesti käyttämällä vakiomaisia ​​elektronisia komponentteja ilman monimutkaisia ​​Arduino-laitteita.

4) Elektroninen lämpömittari IC 723: lla

Aivan kuten yllä olevaa suunnittelua käytetään tässäkin piidiodia kuten lämpötila-anturia. Piidiodin liitospotentiaali laskee noin 1 millivolttia kutakin celsiusastetta kohden, mikä mahdollistaa diodin lämpötilan määrittämisen laskemalla sen yli oleva jännite. Lämpötila-anturiksi konfiguroituna diodi tarjoaa korkean lineaarisuuden ja matalan aikavakion edut.

Se voidaan lisäksi toteuttaa laajalla lämpötila-alueella, välillä -50 - 200 C. Koska diodijännite on arvioitava melko tarkasti, tarvitaan luotettava vertailusyöttö.

Hyvä vaihtoehto on IC 723 -jännitteenvakaaja. Vaikka zener-jännitteen absoluuttinen ti-arvo tässä IC: ssä voi olla erilainen IC: stä toiseen, lämpötilakerroin on erittäin pieni (tyypillisesti 0,003% C-astetta kohti).

Lisäksi, 723: n tiedetään stabiloituvan 12 voltin syöttö koko piirille. Huomaa, että kytkentäkaavion pin-numerot sopivat vain IC 723: n kaksoislinjaiseen (DIL) muunnokseen.

Toinen IC, 3900, sisältää nelivahvistimet, joissa käytetään vain paria. Nämä op-vahvistimet on suunniteltu toimimaan hieman eri tavalla, ne on määritetty virtalähteisiksi yksiköiksi jänniteohjattuiksi. Tulona voidaan parhaiten pitää transistorin kantaa yhteisen emitterin kokoonpanossa.

Tuloksena tulojännite on usein noin 0,6 volttia. R1 on kytketty referenssijännitteeseen ja vakiovirta liikkuu siten tämän vastuksen läpi. Suuren avoimen silmukan vahvistuksensa ansiosta op-vahvistin pystyy mukauttamaan oman ulostulonsa siten, että täsmälleen sama virta kulkee inverttoivaan tuloonsa ja lämpötila pysyy siten vakiona lämpötilaa mittaavan diodin (D1) läpi.

Tämä kokoonpano on tärkeä johtuen siitä, että diodi on lähinnä jännitelähde, jolla on erityinen sisäinen vastus, ja kaikenlainen sen kautta kulkevan virran poikkeama voi johtaa seurauksena vaihteluun jännitteessä, joka voi päätyä virheellisesti käännettynä lämpötilan vaihteluna. Lähtöjännite nastassa 4 on siten sama kuin käänteisen tulon jännite sekä diodin ympärillä oleva jännite (jälkimmäinen muuttuu lämpötilan mukaan).

C3 estää värähtelyä. IC 2B: n nasta 1 on kiinnitetty kiinteään referenssipotentiaaliin ja vakiovirta siirtyy näin ollen ei-invertoivaan tuloon. IC 2B: n käänteinen tulo kytketään R2: n avulla IC 2A: n lähtöön (nasta 4), jotta sitä käytetään lämpötilasta riippuvalla virralla. IC 2B vahvistaa tulovirransa välisen eron arvoon, jonka jännitteen poikkeama sen lähdössä (tappi 5) voidaan nopeasti lukea 5-10 voltin fs.d. voltimittari.

Jos käytetään paneelimittaria, Ohmin laki voidaan joutua konfiguroimaan sarjavastuksen määrittämiseksi. Jos 100 uA f.s.d. Mittaria, jonka sisäinen vastus on 1200, 10 V: n täysimittaisen taipuman kokonaisvastuksen on oltava laskelman mukainen:

10 / 100uA = 100 kt

R5: n on siten oltava 100 k - 1k2 = 98k8. Lähin yhteinen arvo (100 k) toimii hyvin. Kalibrointi voidaan suorittaa alla kuvatulla tavalla: P1 kiinnittää alun perin nollapisteen käyttämällä sulan jääkulhoon upotettua lämpötila-anturia. Täyden mittakaavan taipuma voidaan sen jälkeen korjata P2: lla, jotta diodi voidaan upottaa kuuman veden sisälle, jonka lämpötila on määritetty (sanotaan, että kiehuvaa vettä testataan millä tahansa tavallisella lämpömittarilla 50 °: een).




Pari: Kuinka tehdä LED-taskulamppupiiri Seuraava: Tee tämä lämpötilan osoitinpiiri peräkkäisellä LED-näytöllä