4 universelle elektroniske termometerkredsløb

Her lærer vi fire bedste elektroniske termometerkredsløb, som universelt kan bruges til måling af kropstemperaturer eller atmosfæriske rumtemperaturer fra 0 til 50 grader Celsius.

I det forrige indlæg lærte vi nogle af funktionerne i den fremragende temperatursensorchip LM35 , hvilket giver udgange i forskellige spændinger, der svarer direkte til temperaturændringer i Celsius.

Denne funktion gør især konstruktionen af ​​den foreslåede stuetemperatur termometer kredsløb meget simpelt.

1) Elektronisk termometer ved hjælp af et enkelt IC LM35

Det kræver bare, at en enkelt IC er forbundet med en passende måler af bevægelig spole, og du begynder at få aflæsningerne næsten med det samme.

IC LM35 viser dig en 10mv stigning i dens output volt som reaktion på hver grad stigning i temperaturen i atmosfæren omkring den.

Kredsløbsdiagrammet vist nedenfor forklarer det hele, intet behov for komplicerede kredsløb, tilslut bare en 0-1 V FSD-bevægelig spolemåler på tværs af de relevante stifter på IC'en, indstil potten korrekt, og du er klar med dit rumtemperaturføler .

Opsætning af enheden

Når du har samlet kredsløbet og er færdig med at udføre de viste forbindelser, kan du fortsætte med indstillingen af ​​termometeret som forklaret nedenfor:

1. Sæt forudindstillingen i midtvejsområdet.
2. Tænd for strømmen til kredsløbet.
3. Tag en skål med smeltende is og nedsænk IC'en i isen.
4. Start nu omhyggeligt med at justere forudindstillingen, således at måleren læser nul volt.
5. Opsætningen af ​​dette elektroniske termometer er udført.

Når du har fjernet sensoren fra isen, vil den inden for få sekunder vise den aktuelle stuetemperatur over måleren direkte i Celsius.

2) Rumtemperatur monitor kredsløb

Det andet elektroniske termometerdesign nedenfor er et andet meget simpelt, men meget præcist lufttemperatursensormålerkredsløb, der er præsenteret her.

Brugen af ​​den meget alsidige og nøjagtige IC LM 308 får kredsløbet til at reagere og reagere fremragende på de mindste temperaturændringer, der sker over den omgivende atmosfære.

Brug af havedioden 1N4148 som temperatursensor

Diode 1N4148 (D1) bruges her som en aktiv omgivelsestemperaturføler. Den unikke ulempe ved en halvlederdiode som en 1N4148, som viser fremadspændingskarakteristikændring med indflydelse af omgivelsestemperaturændring, er blevet udnyttet effektivt her, og denne enhed bruges som en effektiv, billig temperaturføler.

Det elektroniske målingskredsløb for lufttemperatursensor, der præsenteres her, er meget nøjagtigt i sin funktion, kategorisk på grund af dets minimale hysterese.

Komplet kredsløbsbeskrivelse og anvisninger om konstruktion inkluderet heri.

Kredsløb

Det nuværende kredsløb i et elektronisk målingskredsløb til lufttemperatursensor er enestående nøjagtigt og kan meget effektivt bruges til at overvåge de atmosfæriske temperaturvariationer. Lad os kort studere dets kredsløbs funktion:

Her bruger vi som sædvanlig den meget alsidige 'havediode' 1N4148 som sensor på grund af dens typiske ulempe (eller rettere en fordel i det foreliggende tilfælde) at ændre dens ledningskarakteristik under påvirkning af en varierende omgivelsestemperatur.

Dioden 1N4148 er komfortabelt i stand til at producere et lineært og et eksponentielt spændingsfald over sig selv som reaktion på en tilsvarende stigning i omgivelsestemperaturen.

Dette spændingsfald er omkring 2 mV for hver grad af temperaturstigning.

Denne særlige egenskab ved 1N4148 udnyttes i vid udstrækning i mange lavtemperaturfølerkredsløb.

Med henvisning til den foreslåede stuetemperaturmonitor med indikator kredsløbsdiagram nedenfor, ser vi, at IC1 er kablet som en inverterende forstærker og danner hjertet i kredsløbet.

Dens ikke-inverterende stift # 3 holdes ved en bestemt fast referencespænding ved hjælp af Z1, R4, P1 og R6.

Transistor T1 og T2 bruges som en konstant strømkilde og hjælper med at opretholde højere nøjagtighed af kredsløbet.

IC'ens inverterende indgang er forbundet til sensoren og overvåger selv den mindste ændring i spændingsvariationen over sensordioden D1. Disse spændingsvariationer er som forklaret direkte proportionale med ændringerne i den omgivende temperatur.

Den registrerede temperaturvariation forstærkes øjeblikkeligt til et tilsvarende spændingsniveau af IC og modtages ved sin udgangsstift nr. 6.

De relevante aflæsninger oversættes direkte til grad Celsius via en 0-1V FSD-bevægelig spoletællermåler.

Liste over dele

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = 10K PRESET,
• P2 = 100K PRESET,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0,0033 uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4.7V, 400mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Board til almindeligt formål pr. Størrelse.
• B1 og B2 = 9V PP3 batteri.
• M1 = 0 - 1 V, FSD-voltmeter af bevægelig spoletype

Opsætning af kredsløbet

Proceduren er lidt kritisk og kræver særlig opmærksomhed. For at gennemføre proceduren skal du bruge to nøjagtigt kendte temperaturkilder (varmt og koldt) og et nøjagtigt kviksølv-i-glas termometer.

Kalibreringen kan gennemføres gennem følgende punkter:

Oprindeligt skal du gemme forudindstillingerne midtvejs. Tilslut et voltmeter (1 V FSD) ved kredsløbets udgang.

Til den kolde temperaturkilde anvendes vand ved ca. stuetemperatur her.

Dyp sensoren og glastermometeret i vandet, og registrer temperaturen i glastermometeret og det tilsvarende spændingsresultat i voltmeteret.

Tag en skål olie, opvarm den til ca. 100 grader Celsius, og vent, indtil dens temperatur stabiliseres ned til ca. 80 grader Celsius.

Som ovenfor nedsænk de to sensorer og sammenlign dem med ovenstående resultat. Spændingsaflæsningen skal være lig med temperaturændringen i glastermometeret gange 10 mill volt. Fik det ikke? Lad os læse følgende eksempel.

Antag, at koldt kildevand er ved 25 grader Celsius (stuetemperatur), og den varme kilde, som vi kender, er ved 80 grader Celsius. Således er forskellen eller temperaturændringen mellem dem lig med 55 grader Celsius. Derfor skal forskellen i spændingsaflæsningerne være 55 ganget med 10 = 550 mill volt eller 0,55 volt.

Hvis du ikke helt opfylder kriteriet, skal du justere P2 og fortsætte med at gentage trinene, indtil du endelig opnår det.
Når ovenstående ændringshastighed (10 mV pr. 1 grad Celsius) er indstillet, skal du bare justere P1, så måleren viser 0,25 volt ved 25 grader (sensoren holdes i vand ved stuetemperatur).

Dette afslutter indstillingen af ​​kredsløbet.
Dette målekredsløb til lufttemperatursensor kan også effektivt bruges som et rumelektronisk termometreenhed.

3) Rumtermometer kredsløb ved hjælp af LM324 IC

Det tredje design er sandsynligvis det bedste, hvad angår omkostninger, nem konstruktion og nøjagtighed.

En enkelt LM324 IC, en 78L05 5V regelmæssig IC og et par passive komponenter er alt, hvad der er nødvendigt for at gøre dette nemmeste rum Celsius indikator kredsløb.

Der bruges kun 3 op-forstærkere fra de 4 op-forstærkere på LM324 .

Op amp A1 er kablet til at skabe en virtuel grund til kredsløbet for dets effektive arbejde. A2 er konfigureret som en ikke-inverterende forstærker, hvor feedback-modstanden erstattes med en 1N4148-diode.

Denne diode fungerer også som temperatursensor og falder omkring 2 mV fra hver enkelt stigning i den omgivende temperatur.

Dette fald på 2 mV detekteres af A2-kredsløbet og omdannes til et tilsvarende varierende potentiale ved pin nr. 1.

Dette potentiale forstærkes yderligere og bufres af A3-inverterende forstærker til tilførsel af den tilsluttede 0 til 1V volumteenhed.

Voltmeteret oversætter den temperaturafhængige varierende output til en kalibreret temperaturskala for hurtigt at producere stuetemperaturdata gennem de relevante afbøjninger.

Hele kredsløbet er drevet af en enkelt 9 V PP3.

Så folkens, disse var 3 seje, nemme at oprette stuetemperaturindikatorkredsløb, som enhver hobbyist kan bygge til overvågning af de omgivende temperaturvariationer i en forudsætning hurtigt og billigt ved hjælp af standard elektroniske komponenter og uden at involvere komplekse Arduino-enheder.

4) Elektronisk termometer ved hjælp af IC 723

Ligesom ovenstående design også her anvendes en siliciumdiode som en temperatursensor. Forbindelsespotentialet for en siliciumdiode går ned med ca. 1 millivolt for hver grad celsius, hvilket gør det muligt at bestemme diodens temperatur ved at beregne spændingen over den. Når en diode er konfigureret som en temperatursensor, giver den fordelene ved høj linearitet med en lav tidskonstant.

Det kunne desuden implementeres over et bredt temperaturinterval fra -50 op til 200 C. Da diodespændingen skal vurderes ganske nøjagtigt, er en pålidelig referenceforsyning nødvendig.

En anstændig mulighed er IC 723 spændingsstabilisator. Selvom den absolutte ti-værdi af zenerspændingen inden for denne IC kan være forskellig fra IC til en anden, er temperaturkoefficienten ekstremt lille (typisk 0,003% pr. Grad C).

Ud over, 723 er kendt for at stabilisere sig 12 volt forsyningen i hele kredsløbet. Vær opmærksom på at pin-numrene i kredsløbsdiagrammet kun er egnet til dual-in-line (DIL) -varianten af ​​IC 723.

Den anden IC, 3900, inkluderer quad-forstærkere, hvor kun et par bruges. Disse op forstærkere er designet for at arbejde lidt anderledes er disse konfigureret som strømdrevne enheder i stedet for som spændingsdrevne. En indgang kan bedst betragtes som transistorbasen i en fælles-emitterkonfiguration.

Som et resultat er indgangsspændingen ofte omkring 0,6 volt. R1 er koblet til referencespændingen, og en konstant strøm bevæger sig derfor gennem denne modstand. På grund af sin store åbne sløjfeforstærkning er op-forstærkeren i stand til at tilpasse sin helt egen udgang, så den nøjagtige samme strøm løber ind i sin inverterende indgang, og strømmen gennem temperaturfølsom diode (D1) forbliver således konstant.

Denne opsætning er vigtig, fordi dioden i det væsentlige er en spændingskilde med en specifik intern modstand, og enhver form for afvigelse i strømmen, der bevæger sig via den, kan som et resultat skabe en variation i spændingen, som ender med at blive fejlagtigt oversat som en variation i temperaturen. Udgangsspændingen ved pin 4 er derfor den samme som spændingen ved den inverterende indgang såvel som spændingen omkring dioden (sidstnævnte ændrer sig med temperaturen).

C3 hæmmer svingning. Stift 1 i IC 2B er knyttet til det faste referencepotentiale, og en konstant strøm bevæger sig derfor ind i den ikke-inverterende indgang. Den inverterende indgang på IC 2B er tilsluttet ved hjælp af R2 til udgangen fra IC 2A (pin 4), således at den drives af en temperaturafhængig strøm. IC 2B forstærker forskellen mellem dens indgangsstrømme til en værdi, som spændingsafvigelsen ved dens udgang (pin 5) hurtigt kunne aflæses med en 5 til 10 volt f.s.d. voltmeter.

Hvis der anvendes en panelmåler, skal Ohms lov muligvis konfigureres til at bestemme seriemodstanden. Hvis en 100-uA f.s.d. meter med en intern modstand på 1200 er anvendt, skal den samlede modstand for 10 V fuldskalaafbøjning være som i beregningen:

10 / 100uA = 100K

R5 skal som et resultat være 100 k - 1k2 = 98k8. Den nærmeste fælles værdi (100 k) fungerer godt. Kalibrering kan udføres som forklaret nedenfor: Nulpunktet er oprindeligt fastgjort af P1 ved hjælp af temperatursensoren nedsænket i en skål med smeltende is. Fuldskalaafbøjning kan derefter fastgøres med P2 for dette, dioden kan nedsænkes i varmt vand, hvis temperatur er identificeret (lad os sige, kogende vand testet med ethvert standardtermometer til at være ved 50 °).