稳定的恒温器。方案、说明

稳定的恒温器。无线电电子电气工程百科全书

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自动温度控制装置中使用了各种各样的传感器：从最简单的水银热接触器TK和TPK到专用微电路。但是，如果需要在几天到几十年的时间间隔内高精度地维持给定温度，则只能使用基于温度敏感石英谐振器的设备，并随后将与温度相关的频率转换为加热器或冷却器的控制信号热室提供必要的稳定性。

石英自振荡温度频率转换器 (CAPTCH) 的示意图如图 1 所示。 XNUMX.

稳定的恒温器

使用频率为 5 MHz 的串联热敏截止石英谐振器 PY，具有线性温度频率特性，温度系数为 185 Hz/°C [1]。它可以由伏尔加格勒地区伏尔加斯基市工厂制造的温度敏感谐振器 RK-112 代替，该谐振器包含压电板切割 yхbI/10° 54'/9° 45'51''。

CAPTC 作为位于加热室内的独立单元执行，通过同轴电缆连接到恒温器的主单元。电源电压通过电缆施加到发生器上，根据石英谐振器ZQ1的温度获得信号，频率为f(T)=5000000+185T，其中f为频率，Hz； T——温度，℃。

恒温器的主要块是根据图 2 所示的方案建造的。 XNUMX.

稳定的恒温器

电阻器 R2 作为 CAPTCH 的负载。接下来，通过 VT2 晶体管和 DD1.3 元件上的放大器整形器的温度相关频率信号被馈送到 DD2 微电路的第二个触发器的输入 C。其第一触发器的类似输入接收来自振荡器的参考频率信号，该振荡器基于具有热稳定石英谐振器ZQ1.1 cut AT的元件DD1.2、DD1。

频率鉴相器[2]由两个触发芯片DD2、元件DD1.4、电阻器R9、R11、二极管VD2、VD3和电容器C5组成。如果温度相关频率高于参考频率，则其输出电压为逻辑低电平；如果温度相关频率低于参考频率，则其输出电压为逻辑高电平。仅当频率完全相等时才可能出现中间电压电平，但这在实践中不会发生，因为发电机的振荡不同步。

在频率检测器输出为高电平时，晶体管 VT4 和 VT5 打开，向安装在热室中的加热器施加电压。同时，HL1 LED 亮起。

通过晶体管 VT3 上的射极跟随器，可以将与温度相关的频率信号馈送到电子频率计。齐纳二极管VD1与晶体管VT1构成微电路供电的电压调节器。

设置恒温器时，首先选择电阻器 R3，在元件 DD1.3 的输出端实现对称脉冲形状。选择电容器 C3 的电容，以便在给定温度下参考频率等于 CAPTC 生成的温度相关频率。

热稳定器在医用电子数字体温计认证展位上运行。展台的加热室体积为60立方厘米，其壁由3毫米厚的泡沫塑料制成。加热器由两个并联的 MLT-30 2 欧姆电阻组成。

开机 45 分钟后，将室内温度设定并维持在 40 °C。测试表明，示例性谐振器（图0,005中的ZQ1）的温度每变化一度，稳定温度漂移不超过2°С，每年不超过0,02°С。因此，五年内，当装置在室温条件下运行时，维持腔内温度的误差不会超过0,1℃。

文学

Malov V. 压电传感器。 - M.：Energoatomizdat，1989。
Levin V.、Malinovsky V.、Romanov S. 具有脉冲锁相环系统的频率合成器。 - M.：无线电和通信，1989。

作者：V.Solodovnik, M.Cheban

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