逻辑微电路上的模拟温度计。方案、说明

逻辑微电路上的模拟温度计。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

本文中描述的温度计以一种不寻常的方式构建：在第一个温度计中，温度敏感元件（热敏电阻）包含在积分电路中，在第二个温度计中 - 微分电路中。这些电路在环境温度热敏电阻的影响下时间常数的变化被转换为矩形脉冲占空比的变化，从而导致器件输出端的有效电压发生变化，记录为微安计。这些设备采用广泛使用的数字微电路制成，即使是业余无线电爱好者也可以重复使用。

模拟温度计中的温度敏感元件通常包含在测量电桥中。这种温度传感器有一个显着的缺点，即需要将通过电桥的电流限制在排除形成电桥的电阻器自加热的值。另外，对测量电桥供电的电压稳定性往往有相当高的要求。为了放大从电桥获取的信号并稳定施加到其上的电压，许多模拟温度计使用运算放大器。这使得此类装置的设计和调整变得复杂。

所提出的脉冲温度计没有这些缺点。它包含一个矩形脉冲发生器、一个带有温度敏感元件的积分电路、一个脉冲整形器和一个指针指示器，该指示器记录与脉冲占空比成比例的有效电压。 CMOS数字微电路最适合这种器件：它们的低电平电压实际上与0没有什么不同，而高电平电压则与电源电压不同。

温度计示意图如图 1 所示。一。

逻辑芯片上的模拟温度计

在元件DD1.1、DD1.2上安装有重复频率约为60kHz、占空比为2的矩形脉冲发生器，发生器的振荡被馈送到积分电路RK1R2C2。根据热敏电阻（以下称为热敏电阻）RK1的电阻，积分电路的时间常数发生变化，并且相应地，在元件DD1.3和上产生的到达整形器输入的脉冲的持续时间发生变化。 DD1.4。 DD1.4 元件输出端的脉冲持续时间与温度成正比，并决定 RA1 器件记录的有效电压。调谐电阻器 R1 用于设置“零”，R2 用于调整灵敏度（电阻最小时最大）。当热敏电阻标称值不超过 5 kOhm 时，电阻对温度的依赖性在 -20 至 +50 °C 范围内接近线性。测量误差不超过±1°С。

电源电压的稳定性（以及脉冲幅度）由元件 VD1 和 R3 上的参数稳定器提供。温度计消耗的电流不超过7mA。

除 RK1 热敏电阻和 PA1 微安计外，所有部件均放置在按照图 2 制作的印刷电路板上。 XNUMX.

逻辑芯片上的模拟温度计

该板设计为使用固定 MLT 电阻器、SP5-3 线微调电阻器、KM-6 电容器（C1 和 C2 - 最好是 M47 或 M75 组）。热敏电阻 RK1 - KMT17 带负 TKS。微安表 RA1 - M4387 或任何其他针的全偏转电流高达 1 mA 且内阻至少为 500 欧姆的表。

当建立热敏电阻时，将热敏电阻放置在融化的冰的浴中，并且微调电阻器R1将RA1装置的箭头设置到刻度的零标记。然后将传感器转移到加热到+50℃的水中，并使用微调电阻R2来实现箭头到最后标记的偏差。

要测量更宽范围的温度，例如从-60℃到+150℃，应分别与阻值R的热敏电阻并联或串联一个阻值为3R或1/3R的电阻。。经过这样的改进后，设备的灵敏度当然会降低，并且测量误差可能会增加至±3...5 °С。如果需要更高的精度，则应将指示的温度范围分为两个或三个子范围，并在每个子范围中对热敏电阻进行线性化。在这种情况下，测量误差可降低至 ±1 ... 1,5 °С。

在TTL、TTLSh微电路中，与CMOS系列的微电路相比，逻辑电平与理想值有很大差异。此外，这些系列微电路的基本元件具有非常大的输入电流。因此，此类微电路上的温度计应按照图3所示的方案进行组装。 XNUMX.

逻辑芯片上的模拟温度计

由元件DD60、DD1.1上的发生器生成的重复率为1.2kHz的矩形振荡被馈送到缓冲器元件DD1.3和DD1.4的输入。它们消除了微分电路C2R3RK1和C3R4的相互影响，减轻了发电机的负载，有利于其频率的稳定性。元件DD1.6生成一个序列，其中脉冲持续时间由“示例性”微分电路R4C3确定，而DD1.5是一个序列，其中脉冲持续时间取决于测量微分电路RK1R1C3中包括的热敏电阻RK2的电阻。。结果，器件PA1中流过脉动电流，其有效值与环境温度成正比。根据图中所示的微分电路元件的值，可以排除二极管VD1、VD2。然而，如果使用较小的电阻器和较大的电容器C1-C3，则需要这些二极管来保护逆变器DD1.5、DD1.6免于击穿。

该温度计使用的部件与前一个温度计的部件类型相同。允许使用 K555LN1、K155LNZ、K1LN155、K155LN5 微电路代替 K1533LN6。 KD521A 二极管可以替换为该系列的另一个二极管以及 KD522 系列。

除 RK1 热敏电阻和 RA1 微安计外，所有部件均放置在印刷电路板上（图 4）。设置温度计归结为使用电阻器 R3 设置最高温度，并使用电阻器 R4 设置零温度。在-20至+50°С温度范围内，测量误差不超过±1°С。

逻辑芯片上的模拟温度计

这个温度计可以测量体温。设备必须首先在 +36 的范围内进行校准。 ..+40°С。为此，将热敏电阻放入加热至 +36°C 的凡士林油中，并用微调电阻器 R4 将微安表针设置到刻度的零标记。然后，将油温升高至+40°C后，用电阻R3将箭头设置到刻度的最后一个刻度。这些操作必须重复两到三次，以获得更好的测量结果的再现性。（校准本仪器时，应使用凡士林油，而不是水，因为水溶液的高电导率会导致测量结果明显失真）。

校准后，将热敏电阻放入玻璃管中，一侧密封，并填充环氧树脂。传感器的这种设计消除了由于热敏电阻与患者皮肤电接触而引起的温度测量误差。

在+36至+40°C的温度范围内，热敏电阻的阻值与温度的关系几乎呈线性。当使用耐热电容器（例如云母或氟塑料）作为C1-C3时，在此范围内的测量误差不会超过±0,1℃。

作者：I. Tsaplin，克拉斯诺达尔

查看其他文章 部分功率调节器、温度计、热稳定器.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

用于触摸仿真的人造革 15.04.2024

在现代科技世界，距离变得越来越普遍，保持联系和亲密感非常重要。萨尔大学的德国科学家最近在人造皮肤方面的进展代表了虚拟交互的新时代。萨尔大学的德国研究人员开发出了超薄膜，可以远距离传输触觉。这项尖端技术为虚拟通信提供了新的机会，特别是对于那些发现自己远离亲人的人来说。研究人员开发的超薄膜厚度仅为 50 微米，可以融入纺织品中并像第二层皮肤一样穿着。这些薄膜充当传感器，识别来自妈妈或爸爸的触觉信号，并充当将这些动作传递给婴儿的执行器。父母触摸织物会激活传感器，对压力做出反应并使超薄膜变形。这 ... >>

Petgugu全球猫砂 15.04.2024

照顾宠物通常是一项挑战，尤其是在保持房屋清洁方面。 Petgugu Global 初创公司推出了一种有趣的新解决方案，这将使猫主人的生活变得更轻松，并帮助他们保持家中干净整洁。初创公司 Petgugu Global 推出了一款独特的猫厕所，可以自动冲掉粪便，让你的家保持干净清新。这款创新设备配备了各种智能传感器，可以监控宠物的厕所活动并在使用后激活自动清洁。该设备连接到下水道系统，确保有效清除废物，无需业主干预。此外，该厕所还具有较大的可冲水存储容量，非常适合多猫家庭。 Petgugu 猫砂碗专为与水溶性猫砂一起使用而设计，并提供一系列附加功能 ... >>

体贴男人的魅力 14.04.2024

长期以来，女性更喜欢“坏男孩”的刻板印象一直很普遍。然而，英国莫纳什大学科学家最近进行的研究为这个问题提供了新的视角。他们研究了女性如何回应男性的情感责任和帮助他人的意愿。这项研究的结果可能会改变我们对男性对女性吸引力的理解。莫纳什大学科学家进行的一项研究得出了有关男性对女性吸引力的新发现。在实验中，女性看到了男性的照片，并附有关于他们在各种情况下的行为的简短故事，包括他们对遇到无家可归者的反应。一些人无视这名无家可归的人，而另一些人则帮助他，比如给他买食物。一项研究发现，与表现出同理心和善良的男性相比，表现出同理心和善良的男性对女性更具吸引力。 ... >>

来自档案馆的随机新闻

超声波麦克风干扰腕带 24.02.2020

芝加哥大学的研究人员创造了一个实验性手环，它使用 24 个扬声器产生超声波噪声来抑制大多数麦克风，无论它们的方向性如何。

该小工具使用内置放大器的非线性失真将超声波噪声“泄漏”到音频范围内，从而排除了录制对话的可能性。

如此不同寻常的手镯设计绝不是对时尚的致敬。它不仅会产生全方位的干扰，还能消除手腕移动时的盲点（传感器相互抵消时）。因此，手环比专门的固定干扰器更有效，甚至可以抑制隐藏的麦克风。

超声波对其他人来说是察觉不到的，也许除了年轻人和狗之外，但附近的所有麦克风都只会检测到高频噪音而不是其他声音。

这样的小工具对智能设备的所有者很有用，因为智能扬声器、通话等几乎总是打开麦克风。据统计，五分之一的美国成年人拥有智能音箱，网络上多次出现“偷听”和智能设备录制的对话录音。

其他有趣的新闻：

▪ 电动跨界 DS Aero Sport Lounge

▪ 用声音朗读

▪ 瘦身器

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章示波器的前缀。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章棍子上的笼子。焦点秘密

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论