Схема цифрового термометра. Автоматика в быту. Электронные устройства автоматики.

Авторский сайт Кравцова Виталия Николаевича. Представленные конструкции уникальны и разработаны только автором
	ТЕРМОМЕТР   С  ЦИФРОВОЙ   ИНДИКАЦИЕЙ                Цифровые термометры довольно широко представлены в торговой сети. Это, как правило,  автономные приборы  с питанием  от гальванических  элементов и  жидкокристаллическим индикатором.  Датчиком температуры  в таких устройствах  чаще всего являются терморезисторы или специальные полупроводниковые датчики, выдающие двоичный код температуры по запросу  управляющего микроконтроллера.  Насколько точно такие термометры измеряют  температуру  во всём рабочем диапазоне определяется  серьёзностью фирмы изготовителя, которая не всегда на высоте, что может иметь фатальные последствия, если, например, термометр используется для контроля температуры в инкубаторе.   Повторить такую конструкцию затруднительно из-за отсутствия специфических элементов.  В радиотехнических журналах неоднократно публиковались схемы электронных термометров, в которых в качестве датчика температуры использовались полупроводниковые диоды или транзисторы.  Если  p-n  переход запитать стабильным постоянным током, то падение напряжения на нём  в достаточно широком диапазоне почти линейно зависит от температуры. Проблема в том, что для каждого экземпляра  диода или транзистора эта  зависимость своя, что затрудняет калибровку прибора, т.к. требуется  реально помещать датчики в жидкости с точно известной температурой.  При использовании обычных терморезисторов  температурная  зависимость становится ещё более непредсказуемой и погрешность показаний достигает неприемлемых  значений.  Выходом из ситуации является использование так называемых термометров сопротивления — широко распространённых  средств автоматики.  Термометры сопротивления представляют собой  бифилярно намотанную катушку из тонкого медного или платинового провода, размещённую в  небольшом цилиндрическом корпусе (около Ф 4 х 20 мм), называемую чувствительным элементом.   Для защиты от внешних повреждений и удобства подключения чувствительные элементы очень часто помещают в специальный корпус с боксом для подключения внешних проводников. Главное достоинство этих  приборов — линейная нормированная  (табличная)  зависимость сопротивления от температуры, что позволяет  легко производить замену датчиков и производить настройку цифровых термометров, используя только набор прецизионных резисторов, с сопротивлением, равным  табличному значению сопротивления при выбранной температуре.  Погрешность измерения в диапазоне температур от -200 град.С  до +200 град.С не превышает 0,5 град.С , и , главное, показания достоверны. Термометры сопротивления выпускают с разными температурными характеристиками, называемыми градуировкой.  Наиболее распространены медные термометры сопротивления градуировок 50М  и 100М, которые указывают на сопротивление чувствительного элемента при 0 град.С.  Зависимость сопротивления датчиков от температуры можно узнать с помощью специальной программы.    Выше приведённая схема как раз использует в качестве датчика медный термометр сопротивления градуировки 100М. В схеме можно применить абсолютно любые датчики с любой градуировкой, но необходимо будет подобрать номиналы элементов измерительного моста. Термометр имеет светящиеся индикаторы и питается от любого сетевого адаптера или аккумулятора с выходным напряжением 12 В.  На  операционном усилителе  DA2 и транзисторе VT1 собран  узел получения искусственной средней точки, необходимой для работы аналого — цифрового преобразователя DA1, а на ОУ  DA3 собран нормирующий преобразователь, выдающий напряжение -2,000  … +2,000 В  при изменении  температуры датчика от -200 град.С до +200 град.С.  После изготовления устройства приступают к его настройке.  Вначале подбором резисторов  R3, R4  добиваются  уровня напряжения на выводе 36  микросхемы DA1  равным 1,000В,  контролируя  его  цифровым  мультиметром.  Вместо одного  из резисторов можно использовать прецизионный проволочный резистор.   Далее приступают к настройке нормирующего преобразователя. Вместо датчика температуры подключают прецизионный резистор сопротивлением 100,0 Ом и вращением подстроечного резистора R14 добиваются нулевых показаний цифрового индикатора.  Чтобы  регулировка удалась, все  резисторы  нормирующего преобразователя должны быть прецизионными или  тщательно подобранными с помощью цифрового мультиметра — отклонение  сопротивлений  парных  резисторов (с одинаковым на схеме сопротивлением) не должно превышать 1%. Если настройка нуля прошла успешно, вместо датчика  подключают прецизионный  резистор с сопротивлением,  равным одному из значений сопротивления датчика при выбранной температуре.  Подбором  резистора  R7  и подстроечного  R6  добиваются показания этой температуры на цифровом индикаторе прибора.  Если  датчик температуры будет соединяться  с  цифровым термометром  с помощью кабеля длиной несколько метров, настройку нуля и диапазона необходимо проводить  при подключенном  кабеле.   Прецизионные резисторы подключаются на конце кабеля, в месте установки термометра сопротивления.  При изменении длины кабеля настройку прибора повторяют — достаточно иметь два прецизионных резистора: 100,0 Ом  и любой  110 .. 130 Ом, значение которого точно вымеряют и по градуировочной таблице определяют,  какой температуре соответствует это сопротивление, чтобы по этому значению настроить показания.  После настройки индикации выбранного значения температуры проверяют уход «0», при необходимости его опять подстраивают резистором  R14,  и снова проверяют соответствие показаний индикатора выбранному значению  и т.д.  Значительно упростить настройку схемы и исключить влияние сопротивления  кабеля к ТС можно  несколько усложнив схему  узла нормирующего преобразователя, как показано на следующей странице…	Уважаемые посетители! Все материалы сайта в случае их некоммерческого использования предоставляются бесплатно, хотя автор затрачивает достаточно большие средства на их обновление расширение и размещение. Если Вы хотите, чтобы автор отвечал на Ваши письма, обновлял и добавлял  новые материалы — активней используйте контекстную рекламу,  размещённую на страницах — для себя  Вы  узнаете много нового и полезного, а автору  позволит частично компенсировать собственные затраты  чтобы  уделять Вам больше внимания. ВНИМАНИЕ! Вам нужно разработать сложное электронное устройство? Тогда Вам сюда…

Схемы термометров, измерение температуры

Самодельный светодиодный термометр 17-26°С (LM3914, LM350Z)

Термометр со шкальной индикацией, предназначен для работы в жилом помещении, чтобы измерять температуру от +17°С до +26°С. Шкалой термометра служит вертикально расположенная линейка из десяти индикаторных светодиодов.

Шаг индикации в один градус шкалы Цельсия. Датчиком температуры …

1 687 0

Светодиодный индикатор выхода температуры за пределы (LM324)

Иногда бывает очень важно вовремя узнать о том, что температура вышла за некоторые заданные пределы. Здесь описывается схема светодиодного индикатора, который следит за температурой. Если температура в норме его светодиод не горит, если ниже заданных пределов нормы, светодиод горит зеленым цветом …

0 772 0

Схема термометра-приставки к мультиметру

Схема электронного термометра на 0-100 градусов по Цельсию с линейной шкалой, в качестве индикатора — мультиметр М-832, включенный на предел 200мВ. Погрешность измерения не хуже — 0,05 С° в интервале температур 0±100 С°. Было принято решение в качестве термодатчика использовать …

1 3035 1

Схема простого светодиодного термометра и термостата (LM3914)

Принципиальная схема простого самодельного индикатора температуры и термостата на светодиодах и LM3914. Термометр служит для индикации выхода величины температуры за некоторые пределы. Принципиальная схема Датчиком температуры является термистор R1 …

1 7550 0

Индикатор температуры на четыре фиксированных уровня (LM339, LM325AH)

В некоторых случаях требуется определить, что температура какого-либо объекта находится в некоторых заданных пределах, либо не ниже или не выше определенного предела. Здесь предлагается схема очень точного четырехпорогового индикатора температуры со светодиодной индикацией. Причем, пороги включения …

0 3778 0

Термометр для измерения температуры в диапазоне от -55 до +125 с точностью 1 градус

Симметричные пары транзисторов и однокорпусная пара операционных усилителей, используемых в схеме, позволяют получить прецизионную измерительную систему для измерения температуры, которую можно достаточно просто откалибровать. Система имеет долговременную стабильность и может работать с. ..

0 3330 0

Термометр для измерения температуры в диапазоне 0-100 С с точностью 0,15 С

Недорогой температурный датчик YS144018  в петле обратной связи операционного усилителя типа 741J позволяет достичь точности измерения, которая обычно достигается при использовании платиновых датчиков. Операционный усилитель использует сигнал опорного напряжения 2,5 В, поступающий с выхода…

0 2973 0

Термометр с приведением температуры экрана щупа к измеряемой Схема используется тогда, когда температурный датчик только частично касается измеряемой поверхности. Мощный транзистор LM195H является главным усилителем мощности и одновременно служит нагревателем мощностью 23 Вт, который используется для приведения медного экрана щупа к той же самой температуре,…

0 2015 0

Термометр с источником опорного напряжения Компаратор высокой точности СМР-02 компании Monolithics, используя при этом ключевой транзистор Q1, включает нагревательный элемент схемы, если температура опускается ниже заданного значения, которое определяется отношением сопротивлений резисторов R1 и R2. Эти резисторы питаются от источника…

0 2076 0

Цифровой термометр со светодиодным индикатором В схеме цифрового термометра со светодиодным индикатором и возможностью измерения температуры по шкале Цельсия или Фаренгейта в качестве датчика применяется преобразователь температуры LX5700 компании National. Сигнал с преобразователя температуры поступает на вход преобразователя кода, который…

0 3141 0

1 2  3  4 

4 Схемы универсальных электронных термометров

Здесь мы познакомимся с четырьмя лучшими схемами электронных термометров, которые можно универсально использовать для измерения температуры тела или температуры воздуха в помещении в диапазоне от нуля до 50 градусов Цельсия.

В предыдущем посте мы узнали о некоторых особенностях выдающегося чипа датчика температуры LM35, который выдает выходные сигналы с переменным напряжением, которое прямо эквивалентно изменению температуры окружающей среды в градусах Цельсия.

Эта особенность, в частности, делает конструкцию предложенной схемы термометра комнатной температуры очень простой.

1) Электронный термометр с использованием одной микросхемы LM35

Достаточно подключить одну микросхему к подходящему измерителю с подвижной катушкой, и вы начнете получать показания практически сразу.

Микросхема LM35 покажет вам увеличение выходного напряжения на 10 мВ в ответ на повышение температуры окружающей среды на каждый градус.

Принципиальная схема, показанная ниже, объясняет все это, нет необходимости в каких-либо сложных схемах, просто подключите измеритель с подвижной катушкой 0–1 В FSD к соответствующим контактам ИС, установите соответствующий потенциометр, и вы готовы к вашей комнатной температуре. цепь датчика.

Настройка устройства

После того, как вы собрали схему и закончили выполнение показанных подключений, вы можете приступить к настройке термометра, как описано ниже:

1. Установите предустановку в середине диапазона.
2. Включите питание цепи.
3. Возьмите чашу с тающим льдом и погрузите микросхему внутрь льда.
4. Теперь аккуратно начните настройку предустановки, чтобы счетчик показывал ноль вольт.
5. Процедура настройки электронного термометра завершена.

Как только вы извлечете датчик из льда, через несколько секунд он начнет отображать текущую комнатную температуру на счетчике непосредственно в градусах Цельсия.

2) Цепь контроля комнатной температуры

Ниже представлена ​​вторая конструкция электронного термометра, представляющая собой еще одну очень простую, но очень точную схему датчика температуры воздуха.

Использование универсальной и точной ИС LM 308 позволяет схеме превосходно реагировать на малейшие изменения температуры окружающей среды.

Использование садового диода 1N4148 в качестве датчика температуры

Диод 1N4148 (D1) используется здесь в качестве активного датчика температуры окружающей среды. Уникальный недостаток полупроводникового диода, такого как 1N4148, который показывает изменение характеристики прямого напряжения под влиянием изменения температуры окружающей среды, был эффективно использован здесь, и это устройство используется в качестве эффективного и дешевого датчика температуры.

Схема электронного датчика температуры воздуха, представленная здесь, очень точна в своей функции, категорически благодаря минимальному уровню гистерезиса.

Полное описание схемы и подсказки по сборке включены здесь.

Работа схемы

Представленная схема электронного датчика температуры воздуха отличается исключительной точностью и может очень эффективно использоваться для контроля изменений температуры атмосферы. Кратко изучим его схемотехнику:

Здесь, как обычно, в качестве датчика используется очень универсальный «садовый диод» 1N4148 из-за его типичного недостатка (или, скорее, преимущества для данного случая) изменения его характеристики проводимости под воздействием переменная температура окружающей среды.

Диод 1N4148 может создавать линейное и экспоненциальное падение напряжения на себе в ответ на соответствующее повышение температуры окружающей среды.

Это падение напряжения составляет около 2 мВ на каждый градус повышения температуры.

Эта особая особенность 1N4148 широко используется во многих схемах датчиков температуры низкого диапазона.

Ссылаясь на приведенную ниже принципиальную схему предлагаемого монитора комнатной температуры с индикатором, мы видим, что IC1 подключен как инвертирующий усилитель и образует сердцевину схемы.

Его неинвертирующий контакт № 3 удерживается на определенном фиксированном опорном напряжении с помощью Z1, R4, P1 и R6.

Транзисторы T1 и T2 используются в качестве источника постоянного тока и помогают поддерживать более высокую точность схемы.

Инвертирующий вход ИС подключен к датчику и отслеживает даже малейшее изменение разброса напряжения на диоде датчика D1. Эти колебания напряжения, как было объяснено, прямо пропорциональны изменениям температуры окружающей среды.

Измеренное изменение температуры мгновенно усиливается микросхемой до соответствующего уровня напряжения и поступает на ее выходной контакт №6.

Соответствующие показания напрямую переводятся в градусы Цельсия с помощью измерителя с подвижной катушкой 0–1 В FSD.

Список деталей

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = 10KSET
• ,
• =
• 21021021211 гг. 100K ПРЕДУСТАНОВКА,
• C1 = 33PF,
• C2, C3 = 0,0033UF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7 В, 400 МВт,
• D1 = 1N4148,
2
• 11121212121212121211211111212 гг. согласно размеру.
• B1 и B2 = батарея 9В PP3.
• M1 = 0–1 В, вольтметр FSD с подвижной катушкой

Настройка схемы

Процедура несколько критична и требует особого внимания. Для выполнения процедуры вам понадобятся два точно известных источника температуры (горячий и холодный) и точный стеклянный ртутный термометр.

Калибровка может быть завершена по следующим точкам:

Первоначально оставьте предустановки на среднем уровне. Подсоедините вольтметр (1 В FSD) к выходу схемы.

Для источника холодной температуры здесь используется вода примерно комнатной температуры.

Опустите датчик и стеклянный термометр в воду и запишите температуру на стеклянном термометре и эквивалентное напряжение на вольтметре.

Возьмите миску с маслом, нагрейте его примерно до 100 градусов по Цельсию и подождите, пока его температура не стабилизируется до 80 градусов по Цельсию.

Как и выше, погрузите два датчика и сравните их с приведенным выше результатом. Показания напряжения должны быть равны изменению температуры стеклянного термометра, умноженному на 10 милливольт. Не понял? Что ж, давайте прочитаем следующий пример.

Допустим, температура воды в холодном источнике 25 градусов Цельсия (комнатная температура), в горячем источнике, как известно, 80 градусов Цельсия. Таким образом, разница или изменение температуры между ними равняется 55 градусам Цельсия. Поэтому разница в показаниях напряжения должна быть 55 умножить на 10 = 550 милливольт или 0,55 вольта.

Если вы не полностью удовлетворяете критерию, отрегулируйте P2 и продолжайте повторять шаги, пока, наконец, не достигнете его.
После установки вышеуказанной скорости изменения (10 мВ на 1 градус Цельсия) просто отрегулируйте P1 так, чтобы прибор показывал 0,25 В при 25 градусах (датчик находится в воде комнатной температуры).

На этом настройка схемы завершена.
Эта схема датчика температуры воздуха также может быть эффективно использована в качестве комнатного электронного термометра.

3) Цепь комнатного термометра на микросхеме LM324

3-я конструкция, вероятно, лучшая с точки зрения стоимости, простоты конструкции и точности.

Одна микросхема LM324, обычная микросхема 78L05 5 В и несколько пассивных компонентов — вот все, что нужно для создания этой простейшей схемы индикатора температуры в помещении.

Только 3 операционных усилителя используются из 4 операционных усилителей LM324.

Операционный усилитель A1 подключается для создания виртуального заземления схемы для ее эффективной работы. A2 сконфигурирован как неинвертирующий усилитель, в котором резистор обратной связи заменен диодом 1N4148.

Этот диод также действует как датчик температуры и падает примерно на 2 мВ при повышении температуры окружающей среды на каждый градус.

Это падение на 2 мВ определяется схемой A2 и преобразуется в соответствующий изменяющийся потенциал на выводе №1.

Этот потенциал дополнительно усиливается и буферизуется инвертирующим усилителем A3 для питания подключенного вольтметра от 0 до 1 В.

Вольтметр преобразует выходной сигнал, зависящий от температуры, в калиброванную температурную шкалу для быстрого получения данных о комнатной температуре посредством соответствующих отклонений.

Вся схема питается от одного 9 В PP3.

Итак, ребята, это были 3 крутые, простые в сборке схемы индикатора комнатной температуры, которые любой любитель может построить для мониторинга изменений температуры окружающей среды в помещении быстро и дешево, используя стандартные электронные компоненты и не используя сложные устройства Arduino.

4) Электронный термометр с использованием ИС 723

Как и в приведенной выше конструкции, кремниевый диод используется в качестве датчика температуры. Потенциал перехода кремниевого диода уменьшается примерно на 1 милливольт на каждый градус Цельсия, что позволяет определить температуру диода путем расчета напряжения на нем.

При настройке в качестве датчика температуры диод обеспечивает высокую линейность при малой постоянной времени.

Дополнительно может быть реализован в широком диапазоне температур от -50 до 200 C. Так как напряжение на диоде необходимо оценивать достаточно точно, необходим надежный эталонный источник питания.

Достойный вариант — стабилизатор напряжения IC 723. Несмотря на то, что абсолютное значение напряжения стабилитрона в этой ИС может отличаться от ИС к другой, температурный коэффициент чрезвычайно мал (обычно 0,003% на градус Цельсия).

Кроме того, известно, что 723 стабилизирует питание 12 вольт по всей цепи. Обратите внимание, что номера контактов на принципиальной схеме подходят только для двухрядного (DIL) варианта IC 723.

Другая IC, 3900, включает в себя счетверенные усилители, где используется только пара. Эти операционные усилители предназначены для работы немного по-другому; они сконфигурированы как блоки, управляемые током, а не как блоки, управляемые напряжением. Входом лучше всего считать базу транзистора в конфигурации с общим эмиттером.

В результате входное напряжение часто составляет около 0,6 вольт. R1 соединен с опорным напряжением, и, следовательно, через этот резистор протекает постоянный ток.

Благодаря большому коэффициенту усиления без обратной связи операционный усилитель может адаптировать свой собственный выход, чтобы точно такой же ток поступал на его инвертирующий вход, и, таким образом, ток через термочувствительный диод (D1) оставался постоянным.

Эта настройка важна, поскольку диод, по сути, является источником напряжения, имеющим определенное внутреннее сопротивление, и любое отклонение тока, протекающего через него, может в результате вызвать изменение напряжения, которое может закончиться ошибочно переводится как изменение температуры.

Таким образом, выходное напряжение на контакте 4 такое же, как напряжение на инвертирующем входе, а также напряжение вокруг диода (последнее изменяется в зависимости от температуры).

C3 подавляет колебания. Вывод 1 микросхемы 2B подключен к фиксированному опорному потенциалу, и, следовательно, постоянный ток поступает на неинвертирующий вход. Инвертирующий вход IC 2B соединен с помощью резистора R2 с выходом IC 2A (вывод 4), чтобы он управлялся током, зависящим от температуры. IC 2B усиливает разницу между своими входными токами до значения, при котором отклонение напряжения на ее выходе (вывод 5) может быть быстро считано с помощью 5-10-вольтового полного диапазона. вольтметр.

В случае использования панельного измерителя может потребоваться настройка закона Ома для определения последовательного сопротивления. Если 100-мкА f.s.d. метр с внутренним сопротивлением 1200 Ом, общее сопротивление для полного отклонения 10 В должно быть в соответствии с расчетом: 98к8. Ближайшее общее значение (100 тыс.) будет работать хорошо. Калибровка может быть выполнена, как описано ниже: точка нуля первоначально фиксируется P1 с помощью датчика температуры, погруженного в чашу с тающим льдом.

Полное отклонение после этого можно зафиксировать с помощью P2; для этого диод можно погрузить в горячую воду, температура которой идентифицируется (скажем, кипящая вода, проверенная любым стандартным термометром, имеет температуру 50°).

Использование CA3130 IC

Этот термометр имеет линейную шкалу и обеспечивает диапазон температур от 0 до 50 градусов Цельсия, что позволяет считывать показания непосредственно с прибора на 50 мкА. Вставив измеритель на 100 мкА, можно установить диапазон температур от 0 до 100 градусов Цельсия.

Температурные датчики в устройстве представляют собой кремниевые диоды D1 и D2, которые обычно помещаются внутрь своего рода зонда, который при необходимости можно развернуть на расстоянии нескольких метров от другой электроники. C1 устраняет шум, обнаруженный через соединительный кабель.

Резистор R1 обеспечивает небольшое прямое смещение на D1 и D2, так что диоды не перегреваются. Напряжение, генерируемое между диодами, теоретически составляет 1 В2, но оно изменяется примерно на 2 мВ на каждый градус Цельсия для каждого диода или примерно на 4 мВ для обоих диодов.

Это напряжение подается на вход инвертирующего усилителя операционного усилителя IC1. RV1 настроен на максимальное напряжение на неинвертирующем входе IC1, которое обеспечивает нулевое выходное напряжение, когда датчик находится при температуре 0 градусов C (что можно получить, погрузив датчик в лед).

Это обеспечивает необходимую компенсацию напряжения покоя на диодах и приводит к отображению 0 В на 1 В цепи вольтметра FSD, подключенной к выходу усилителя.

Когда диоды нагреваются до 50 градусов Цельсия, напряжение на них падает примерно на 200 мВ, которое усиливается усилителем в 5 раз, обеспечивая на выходе около 1 В, что приводит к почти полному отклонению шкалы измерителя .

На практике RV2 используется для настройки коэффициента усиления усилителя таким образом, чтобы генерировалось отклонение на полную шкалу.

RV2, очевидно, можно отрегулировать до нужной температуры с помощью зонда при любой заданной температуре, что приводит к значительному отклонению измерителя.

Схема требует очень стабильного питания около 5 В, что может быть достигнуто с помощью монолитного регулятора 5 В и батареи 9 В (IC2). Во избежание нестабильности C3 и C4 должны располагаться рядом с IC2.

Термометр с гистограммным дисплеем на 10 светодиодов

Термометр с гистограммой на 10 светодиодов, обсуждаемый ниже, идеально подходит для приложений, требующих измерения комнатной температуры. Он использует десять светодиодов в режиме гистограммы для отображения температуры с шагом в два градуса каждый. Общий диапазон составляет от 60 до 78 градусов по Фаренгейту. Загораясь либо только соответствующим светодиодом, либо всеми 10 светодиодами, схема может быть настроена для отображения температуры в виде гистограммы.

Цепь управляется 9-вольтовая батарея на иллюстрации, однако она может работать с любым источником постоянного тока от 7 до 10 вольт.

IC1, датчик температуры LM34, образует основу термометра. Между клеммами Vout и GND этот LM34 генерирует напряжение, которое прямо эквивалентно обнаруженным изменениям температуры.

Несмотря на то, что выход LM34 обычно составляет 10 милливольт на градус Фаренгейта, он сконфигурирован с резисторной цепью, использующей резисторы R1-R3 с коэффициентом усиления, обеспечивающим выходной сигнал 40 мВ/°F. Между R1 и R2 конденсатор C1 служит для шумоподавления. Потенциометр R1 должен быть точно отрегулирован, так как напряжение, генерируемое IC1, будет использоваться всей схемой для точного определения температуры в помещении.

Фактическое отношение напряжения к температуре происходит на выводе 5 микросхемы IC2, которая является драйвером светодиодной линейки или точечной диаграммы LM3914. Этот вывод получает обнаруженный выходной сигнал от IC1 в мВ.

Вот как это работает: Десять внутренних компараторов в IC2 связаны со светодиодами с 1 по 10 через их выходные контакты. IC2 сравнивает напряжение IC1 на своем выводе 5 с опорными напряжениями на своих выводах 4 и 6. Это приводит к последовательному включению светодиодов в соответствии с повышением или понижением уровня температуры.

Соединение перемычки на контакте № 9 IC2 определяет, будут ли светодиоды работать индивидуально или в режиме гистограммы.

Если перемычка подключена к контакту № 9, светодиоды загораются в режиме гистограммы.

Как выполнить калибровку

Сначала три потенциометра должны быть отрегулированы примерно на середину их диапазонов. После этого подключите к цепи батарейку 9В и включите устройство.

Используйте DVM или аналоговый VOM с точностью 1% или лучше, чтобы получить следующие измерения после нескольких минут прогрева. Подключите положительный щуп мультиметра к контактам 6 и 7 IC2, затем подключите его отрицательный провод к земле цепи.

Затем отрегулируйте потенциометр R7 до тех пор, пока измеритель не покажет 3,345 В или значение, которое может быть как можно ближе к этому значению. После этого соедините положительный щуп мультиметра с контактом 4 IC2 и установите потенциометр R5 на значение 2,545 вольт, стараясь установить его как можно точнее.

После этого измерьте температуру атмосферы как можно ближе к IC1 с помощью стандартного термометра, который считается относительно точным.

Фототермометры, предназначенные для использования в фотолабораториях, хорошо подходят для этой цели, поскольку они часто регулируются на 68°F.

Отрегулируйте потенциометр R1, используя указанное выше значение температуры в качестве эталона, пока не загорится соответствующий светодиод для этой температуры (если схема настроена на работу в полосовом режиме, то все светодиоды до соответствующего светодиода также должны загореться).

Теперь оцените разность потенциалов между контактом 5 IC2 и землей. Он должен приблизительно соответствовать результату следующего уравнения:

В = 0,225 + (0,04 x T),

, где V — потенциал на выводе 5 IC2, а T — температура в градусах Фаренгейта.

Чтобы откалибровать R1 без термометра, выполните следующие действия: Отсоедините обе микросхемы от цепи и выключите питание. Затем рассчитайте сопротивление (R3) в омах с помощью точного омметра; запомнить это значение. После этого подключите омметр к резистору R1.

R1 должен быть сконфигурирован так, чтобы было достигнуто значение, точно в три раза превышающее R3. Восстановите IC1 и IC2, чтобы завершить процесс.

Простая схема электронного термометра с использованием одной микросхемы LM324

You are here: Home / Medical / Простая схема электронного термометра с использованием одной микросхемы LM324

Последнее обновление 22 марта 2020 г. от admin 1 комментарий некоторые другие пассивные компоненты.

Электронный термометр не зависит ни от какого механического принципа, ни от стекла, ни от ртутных элементов, а измеряет температуру окружающей среды исключительно с помощью полупроводниковых датчиков и усилителей на основе операционных усилителей.

Окончательное считывание температуры достигается с помощью дешевого вольтметра.

Использование 1N4148 в качестве датчика температуры

Популярный садовый диод, такой как 1N4148, теоретически является фантастическим датчиком для довольно точного электронного термометра, поскольку падение напряжения на диоде снижается на 2 мВ при каждом повышении температуры на один градус Цельсия.

Как видно из рисунка 1, фиксированное опорное напряжение подается на неинвертирующий вход операционного усилителя. Ток, протекающий через резистор и, таким образом, через диод, также поддерживается на постоянном уровне.

Изменения выходного напряжения операционного усилителя могут происходить только из-за разницы в падении напряжения на диоде, которая, в свою очередь, может быть вызвана только разницей температур.

Описание схемы

По этой причине выходное напряжение прямо пропорционально температуре диода. На общей принципиальной схеме, показанной на рис. 2 ниже, операционный усилитель обозначен как A2, а диод — как D1.

Все операционные усилители, показанные на приведенной выше диаграмме, сконфигурированы из одной счетверенной микросхемы операционных усилителей LM324. Детали распиновки микросхемы можно увидеть ниже:

Опорное напряжение поступает от IC1 через делитель напряжения R3/P1/R4. Выходное напряжение A2 усиливается операционным усилителем A3.

Неинвертирующий вход A3 дополнительно поддерживается на фиксированном уровне (еще раз полученный от R3/P1/R41, а значения R6 и R8 фактически выбраны так, чтобы гарантировать, что 0 В соответствует температуре окружающей среды 0°C.

Как к тесту

Для того, чтобы с помощью этого электронного термометра можно было измерять температуры выше и ниже нуля без использования источника питания с двойной регулировкой, была реализована несколько необычная альтернатива.0003

В первую очередь потребовался стабилизатор IC1, который обеспечивает точно регулируемое и фиксированное опорное напряжение для A2 и A3. Дополнительный усилитель A1 вместе с резисторами R1 и R2 создает напряжение +2,5 В относительно отрицательного источника питания схемы.

Этот источник питания +2,5 В впоследствии применяется как «земля» во всей оставшейся цепи. В результате контакт 11 IC2 находится на уровне -2,5 В, а контакт 4 на уровне +6,5 В относительно этой линии «земли».

Таким образом, питание операционных усилителей является «симметричным».