数字温度计。方案、说明

数字温度计。无线电电子电气工程百科全书

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该设备专为在广泛范围内准确测量各种物体的温度而设计，可推荐用于日常生活和技术中。与之前发布的类似设备不同，这款温度计使用 K572 系列 LSI，因此它包含的元件数量相对较少。打开电源后，温度计即可立即使用。但是，不幸的是，缺乏具有低温惯性的串行传感器会导致测量过程的持续时间很长（大约五分钟），这在一定程度上限制了温度计的范围。

主要技术特点

测量温度的限制，°C	-50 ... + 99.9
基本测量误差，°С	±0,1
附加错误，°С：
从 0 到 +40 °С 范围内的环境温度变化	±0,05
通过更换传感器	±0,1
用于将传感器连接到设备的屏蔽电缆的最大长度（电缆中每根线的电阻不超过 5 欧姆），m	300
功耗，W	3
尺寸，mm	120X 110X40

数字温度计的框图如图 1 所示。温度传感器所在的物体的温度变化引起传感器电阻的变化，该变化在方框E1中被转换成相应的电压变化。转换器 U1 由电流稳定器 G1 供电。 E1模块的输出信号经放大器A1放大后送入模数转换器（ADC）U2，在其输出端开启数显单元H1，显示被监测的当前温度目的。

数字温度计。结构方案
结构方案

开关 SB1（见示意图）选择安装在物体上的温度传感器 RK1、RK2 之一，必须测量其温度。传感器包含在直流测量桥的一个臂中，由精密电阻 R1 - R5 制成。测量温度范围内指示器读数的准确度和线性度主要取决于为测量电桥供电的电流的稳定性。

示意图（点击放大）

桥式电源电流稳定器基于 DA1.2 运算放大器。微调电阻 R11 允许您在小范围内改变输出电流的值，从而可以改变温度传感器的电阻转换为电压的陡度，并提供测量温度上限的设置. 下限由调谐电阻 R1 设置。

测量电桥对角线的电压与温度成正比，由运算放大器 DA1.1 上的差分放大器放大，并从其输出馈送到 ADC 输入。电容器 C1、C2、C4 用于滤除干扰。

该 ADC 在 BIS K572PV2A 上实现，并根据“零”自动校正和输入信号极性自动检测的双重积分原理运行。携带被选物体当前温度信息的信号以七元素指示器以方便显示的形式呈现在ADC的输出端。它进入板子，由三个 LED 指示灯 HG1 - HG3 和 LED HL1 组成。

LED 在被测物体的负温度下亮起。为了分隔整数和十分之一度，在 HG2 指示器上显示一个逗号。

温度计由电压为 220 V 的交流电网络通过变压器 T1 供电。为了稳定双极电源电压，提供了参数稳定器 VD1R18 和 VD2R19。 ADC 和电流稳定器的示例电压取自电阻器 R16、R17 上的分压器。它还由电容器 C12 进行滤波。

数字温度计的所有元件都放置在两个印刷电路板上（见图 3 和图 4），通过角相互连接。

主板图纸

附加板图

本装置采用固定电阻R2-R5-C2-29V-0,125：R18、R19-MLT-0,5；修剪器 - SPZ-38，其余 - MLT-0,125。电容器C1-C5、C9-K73-17-C7、C10、C11-KT.1； C6、C8 - K10-7； C12-C 14 - K50-6。

为了确保温度传感器的互换性，同时保持指定的精度，使用了市售的电阻温度转换器ТСМ-6114 GOST 6651-72，其标称静态特性为 gr.23。在没有标准传感器的情况下，您可以自己制作。为此，请测量 619 厘米直径为 0,05 毫米的 PETV 线。将其双股缠绕在绝缘心轴上，将一根柔性引线焊接到传感器线的一端，将两根相同的引线焊接到第二根。

您可以将传感器直接焊接到电源电缆的导体上。每个传感器都需要电缆中的三个导体。这种连接允许您补偿由电缆导体引入的温度误差。

接下来，制作一个可以在安装传感器的环境中工作的外壳，将带有绕组的心轴固定在其中并填充环氧树脂。传感器在 20 °C 温度下的电阻应为 57 欧姆。

减小尺寸的电源变压器由四个磁路PL6,5X12,5x16（截面约3 cm.kv）制成。绕组 I 包含 3000 匝线 PEV-2 0,08，II - 2X130 匝线 PEV-2 0,18，111 - 70 匝线 PEV-2 0,4。在电源变压器中，可以使用不同的磁路，但是，温度计外壳的高度将不得不增加。

K157UD2 微电路可以用带有相应校正电路的 K140UD20 代替：K572PV2A - 由 KR572PV2A，但是印刷电路板导体的图案必须改变，并且允许误差增加到 ± 0,3°C，您也可以使用任何字母索引的K572PV2。

由已知良好元件精确组装而成的温度计不需要调整，只需要确定测量范围的边界。要做到这一点，而不是传感器，包括其等效物（电阻器存储器或精确电阻器）。首先，打开一个阻值为 41,7 欧姆的电阻，用电阻 R1 在显示屏上设置负 50°C 的读数；然后用另一个电阻替换电阻，标称值为 75,59 欧姆，电阻 R11 将读数设置为 + 99,9°C。校准操作应重复两次。

如果需要将测量温度范围扩大到 180°C，则必须在 ADC 上再连接一个 ALS324B 数字指示器。温度计的其余技术特性得以保留。

作者：N.Khomenkov、A. Zverev、Orel；出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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