ДВУХОБЪЕКТНЫЙ ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР

Для измерения температуры воздуха в помещении и вне его используют, как правило, два разных термометра, хотя вполне можно было бы обойтись одним, имеющим два датчика температуры. О таком термометре и пойдет речь. Прибор выполнен на базе АЦП двойного интегрирования КР572ПВ5 и интегральных датчиках температуры К1019ЕМ1. Предлагаемый термометр позволяет поочередно измерять температуру двух различных объектов, причем сигналы с датчиков температуры могут переключаться как вручную, так и автоматически. Один из датчиков расположен прямо на плате прибора, другой — выносной.

Питание АЦП осуществляется от биполярного источника. Положительное напряжение +5В — это опорное. Его источник реализован на микросхеме DA1 и транзисторе VT1. Прецизионный параллельный стабилизатор TL431C (отечественный аналог— КР142ЕН19) имеет ТКН в несколько раз меньший, чем у внутреннего стабилизатора КР572ПВ5. От этого источника питаются все цепи термометра, в том числе и импульс- ный инвертор напряжения, выполне-ный на элементах DD3.4...DD3.6, VD1, VD2, СЮ, С11. Он вырабатывает напряжение -4,5 В, которое подключено к выводу 26 АЦП. Необходимое для работы инвертора переменное напряжение (50 кГц) снимается с вывода 38 этой же микросхемы. (Рисунок лучше сохранить и развернуть)

Для наиболее полной реализации возможностей датчиков температуры DA2, DA3 через них должен протекать неизменный ток величиной около 1 мА. Этот режим обеспечивают источники тока на транзисторах VT2.VT3 и VT4.VT5. Величину тока можно скорректировать резисторами R15, R16. Коммутация датчиков осуществляется аналоговыми ключами DD2.1.DD2.2, входящими в состав микросхемы К561КТЗ. Ее третий элемент DD2.3 совместно с резистором R12 выполняет функцию инвертора логического сигнала, управляющего ключами.

Сигнал управления снимают с переключателя SA1, имеющего три положения. В первом положении SA1 к схеме измерения подключен датчик DA3, во втором — DA2, а в третьем датчики подключаются поочередно с интервалом 3 с. В этом случае ключами управляет выходной сигнал мультивибратора, собранного на элементах DD3.1...DD3.3. Чтобы можно было определить, какой из датчиков подключен в данный момент, одновременно с подключением датчика DA2 на индикаторе HG1 высвечивается знак двоеточия, который говорит о том, что включен датчик, находящийся на плате и измеряющий температуру в помещении. Для этой цели служит элемент DD4.1, а с помощью DD4.2 осуществляется индикация символа "°С" и десятичной точки во втором разряде HG1. Удаленный датчик DA3, находящийся вне помещения, зашунтирован конденсатором С5 для защиты от возможных наводок и помех. С этой же целью для подключения датчика DA3 к термометру желательно использовать экранированный провод.

Выходное напряжение микросхемы К1019ЕМ1 в милливольтах пропорционально абсолютной температуре и равно: Uвых=10Т, где Т — температура (в градусах Кельвина).

Смещение уровня выходного сигнала датчиков на -2731,5мВ, необходимое для перехода от температурной шкалы Кельвина к шкале Цельсия, осуществляется входным дифференциальным каскадом самого АЦП. Величина смещения определяется положением движка под-строечного резистора R8, резистором R10 выставляется уровень опорного напряжения DD1. Источник питания прибора — любой, в том числе и нестабилизированный, напряжением 7,5...20 В. Потребляемый ток — 7...12 мА, в зависимости от напряжения источника.

В термометре можно использовать постоянные резисторы типа С2-23, С2-33 (5%), однако для достижения максимальной точности при значительных колебаниях температуры окружающего воздуха, лучше остано- виться на С2-29В с отклонением от номинала 1...2%. В первую очередь это касается резисторов R7, R13, R6, R9, R11. Переменные резисторы — СПЗ-19а. Конденсаторы С5, С7, и С11 — электролитические, К50-35, С4 — К73-16, К73-17. Остальные — КМ5, КМ6, К10-17. Переключатель — любого типа на 3 положения. Конструктивное исполнение выносного датчика должно предусматривать его изоляцию от атмосферных воздействий в виде покрытия электротехническим лаком или эпоксидной смолой. Перед настройкой термометра необходимо убедиться, что напряжения на выводах 1 и 26 DD1 относительно общего провода равны соответственно +5 и -4,5 В. Затем устанавливают переключатель SA1 в положение 1 и, поместив датчик DA3 в кашеобразную массу из тающего льда или снега, подстроечным резистором R8 добиваются нулевых показаний индикатора. Затем датчик DA3 переносят в горячую воду и, измеряя ее температуру образцовым термометром, резистором R10 устанавливают это значение на индикаторе. В конце этой процедуры переводят переключатель SA1 в положение 2, размещают образцовый термометр в непосредственной близости от датчика DA2, и резистором R20, если необходимо, добиваются равенства показаний индикатора прибора и образцового термометра при измерении температуры окружающего воздуха.

Другие страницы сайта