Nhiệt kế điện tử DIY lên tới 500 độ. Bộ điều khiển nhiệt độ cao dựa trên cặp nhiệt điện loại K. PIC16F676 - Nhiệt kế - Thiết kế cho gia đình và sân vườn. Nguyên lý hoạt động của cặp nhiệt điện

Hôm nay chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách làm một nhiệt kế điện tử từ ba phần bằng chính đôi tay của bạn.

Bạn có thể tạo ra một nhiệt kế rất đơn giản và khá chính xác nếu bạn có một ampe kế quay số cũ có thang đo 100 µA xung quanh.
Điều này sẽ chỉ yêu cầu hai phần.
Nhiệt độ được đo bằng cảm biến LM 35. Silicon tích hợp này bao gồm một bộ phận nhạy cảm với nhiệt độ - bộ chuyển đổi chính và mạch xử lý tín hiệu, được chế tạo trên một con chip duy nhất và được đặt trong một vỏ, chẳng hạn như KT 502 ( TO-92). Cảm biến LM 35 có biến thể về thiết kế với các thông số tương tự nhưng có sơ đồ chân và tản nhiệt khác nhau, rất thuận tiện cho việc đo nhiệt độ tiếp xúc.
Điện áp đầu ra của cảm biến LM 35 tỷ lệ thuận với thang đo độ C (10mV/C). Ở nhiệt độ 25 độ, cảm biến này có điện áp đầu ra là 250 mV và ở 100 độ, đầu ra là 1,0 V.
Việc chỉ định cảm biến có phần bất thường. Sơ đồ chân được hiển thị trong hình.

Trong sơ đồ, cảm biến được mô tả dưới dạng hình chữ nhật với ký hiệu loại thiết bị và đánh số chân.
nhiệt kế được thể hiện trong hình và đơn giản đến mức không cần giải thích.
Nhiệt kế lắp ráp phải được hiệu chuẩn.
Bật sơ đồ. Nhấn chặt cảm biến LM 35 vào bình chứa của nhiệt kế thủy ngân, ví dụ như dùng băng dính điện, quấn các mối nối hoặc đơn giản là đặt mọi thứ dưới một chiếc gối. Vì mọi quá trình nhiệt đều là quán tính nên bạn sẽ phải đợi nửa giờ trở lên để nhiệt độ của cảm biến và nhiệt kế cân bằng, sau đó sử dụng chiết áp để đặt kim microammet về số tương ứng với nhiệt độ của nhiệt kế. Đó là tất cả. Bạn có thể sử dụng nhiệt kế.

Trong phiên bản của tác giả, một nhiệt kế từ 0 đến 50 độ C với giá trị chia 0,1 độ đã được sử dụng để hiệu chuẩn, do đó nhiệt kế hóa ra khá chính xác.
Thật không may, việc tìm kiếm một nhiệt kế như vậy là một vấn đề. Để hiệu chuẩn sơ bộ, bạn chỉ cần đặt cảm biến bên cạnh nhiệt kế để đo nhiệt độ trong phòng, đợi hai giờ và đặt nhiệt độ mong muốn trên thang đo microampe.
Nếu bạn vẫn tìm thấy một nhiệt kế chính xác, thì thay vì đồng hồ đo quay số, bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, ví dụ như VT-308V của Trung Quốc, làm chỉ báo, khi đó số đọc nhiệt độ có thể được đọc xuống đến một phần mười độ.
Đối với những người muốn làm quen chi tiết với các cảm biến tích hợp, vui lòng truy cập kit-e.ru hoặc rcl-radio.ru (tìm kiếm LM 35).

Nhiệt kế trên vi điều khiển PIC16F628A và DS18B20 (DS18S20) - một bài viết mô tả chi tiết về mạch nhiệt kế bộ nhớ và ngoài ra, là phần tiếp theo hợp lý của bài viết mà tôi đã xuất bản trước đây trên trang Yandex picobbi.narod.ru. Nhiệt kế này đã được chứng minh khá tốt và người ta quyết định hiện đại hóa nó một chút. Trong bài viết này, tôi sẽ cho bạn biết những thay đổi nào đã được thực hiện đối với sơ đồ và chương trình làm việc, tôi sẽ mô tả các chức năng mới. Bài viết sẽ hữu ích cho người mới bắt đầu. Sau này tôi đã chuyển đổi phiên bản hiện tại của nhiệt kế thành .

Nhiệt kế trên vi điều khiển PIC16F628A và DS18B20 (DS18S20) có thể:

• đo và hiển thị nhiệt độ trong phạm vi:
  -55...-10 và +100...+125 với độ chính xác 1 độ (ds18b20 và ds18s20)
  -trong phạm vi -9,9...+99,9 với độ chính xác 0,1 độ (ds18b20)
  -trong phạm vi -9,5...+99,5 với độ chính xác 0,5 độ (ds18s20);
• Tự động phát hiện cảm biến DS18B20 hoặc DS18S20;
• Tự động kiểm tra lỗi cảm biến;
• Ghi nhớ nhiệt độ đo tối đa và tối thiểu.

Nhiệt kế cũng giúp dễ dàng thay thế chỉ báo 7 đoạn từ OK sang chỉ báo OA. Một quy trình nhẹ nhàng để ghi vào bộ nhớ EEPROM của vi điều khiển đã được tổ chức. Một vôn kế đã được chứng minh tốt được mô tả trong bài viết này -.

Sơ đồ mạch của nhiệt kế kỹ thuật số trên vi điều khiển được phát triển để sử dụng lâu dài và đáng tin cậy. Tất cả các bộ phận được sử dụng trong mạch đều không bị thiếu hụt. Mô hình này rất dễ làm theo và hoàn hảo cho người mới bắt đầu.

Sơ đồ nguyên lý của nhiệt kế được thể hiện trong Hình 1

Hình 1 - Sơ đồ nhiệt kế trên PIC16F628A + ds18b20/ds18s20

Tôi sẽ không mô tả toàn bộ sơ đồ mạch của nhiệt kế, vì nó khá đơn giản nên tôi sẽ chỉ tập trung vào các tính năng.

Được sử dụng như một vi điều khiển PIC16F628A từ Microchip. Đây là một bộ điều khiển rẻ tiền và cũng không thiếu.

Cảm biến kỹ thuật số được sử dụng để đo nhiệt độ DS18B20 hoặc DS18S20 từ Maxim. Những cảm biến này không tốn kém, kích thước nhỏ và thông tin về nhiệt độ đo được được truyền dưới dạng kỹ thuật số. Giải pháp này cho phép bạn không phải lo lắng về mặt cắt ngang của dây, chiều dài của chúng, v.v. Cảm biến DS18B20,DS18S20 có khả năng hoạt động ở dải nhiệt độ từ -55… +125 °C.

Nhiệt độ được hiển thị trên đèn LED 7 đoạn có 3 chữ số với cực âm chung (OK) hoặc bằng (OA).

Để hiển thị nhiệt độ tối đa và tối thiểu đo được trên chỉ báo, bạn cần có nút SB1. Để reset bộ nhớ bạn cũng cần có nút SB1

Sử dụng nút SA1, bạn có thể nhanh chóng chuyển đổi các cảm biến (đường, nhà).

Cần có một dây nối để chuyển đổi dây chung cho đèn LED. QUAN TRỌNG! Nếu chỉ báo ổn thì chúng ta đặt bộ gây nhiễu ở vị trí thấp hơn theo sơ đồ và hàn các bóng bán dẫn VT1-VT3 có độ dẫn điện p-n-p. Nếu đèn LED chỉ báo OA thì chúng ta di chuyển bộ gây nhiễu lên vị trí trên theo sơ đồ và hàn các bóng bán dẫn VT1-VT3 có độ dẫn n-p-n.

Trong Bảng 1, bạn có thể xem toàn bộ danh sách các bộ phận và khả năng thay thế chúng bằng bộ phận tương tự.

Để gỡ lỗi lần đầu cho nhiệt kế kỹ thuật số, một mô hình ảo tích hợp trong Proteus đã được sử dụng. Trong Hình 2, bạn có thể thấy một mô hình đơn giản hóa trong Proteus

Hình 2 – Mô hình nhiệt kế trên vi điều khiển PIC16F628A trong Proteus

Hình 3-4 hiển thị bảng mạch của nhiệt kế kỹ thuật số

Hình 3 – Bảng mạch in của nhiệt kế trên vi điều khiển PIC16F628A (phía dưới) không chia tỷ lệ.

Hình 4 – Bảng mạch in của nhiệt kế trên vi điều khiển PIC16F628A (trên cùng) không theo tỷ lệ.

Nhiệt kế, các bộ phận làm việc được lắp ráp, bắt đầu hoạt động ngay lập tức và không cần gỡ lỗi.

Kết quả của công việc là Hình 5-7.

Hình 5 - Hình dáng bên ngoài của nhiệt kế

Hình 6 - Hình dáng bên ngoài của nhiệt kế

Hình 7 - Hình dáng bên ngoài của nhiệt kế

QUAN TRỌNG! Trong phần mềm nhiệt kế không được khâu vào quảng cáo có thể được sử dụng để làm hài lòng bạn.

Sửa đổi chương trình công tác:

1 tự động phát hiện cảm biến DS18B20 hoặc DS18S20;

2. Thời gian ghi lại trong EEPROM đã giảm (nếu đáp ứng điều kiện ghi lại) từ 5 phút xuống còn 1 phút.

3. Tần số nhấp nháy của dấu chấm đã được tăng lên;

Bạn có thể tìm thấy mô tả chi tiết hơn về hoạt động của nhiệt kế trong tài liệu, có thể tải xuống ở cuối bài viết này. Nếu bạn không muốn tải xuống thì trên trang web www.pichobbi.narod.ru Hoạt động của thiết bị cũng được mô tả một cách hoàn hảo.

Tấm ván hoàn thiện vừa khít với một chiếc đồng hồ báo thức của Trung Quốc (Hình 8, 9).

Hình 8 – Tất cả nội dung trong đồng hồ báo thức của Trung Quốc

Hình 9 - Tất cả nội dung trong đồng hồ báo thức Trung Quốc

Video - Hoạt động của nhiệt kế trên PIC16F628A

Chuỗi bài viết về đo nhiệt độ bằng bộ điều khiển Arduino sẽ không thể thiếu nếu không có câu chuyện về cặp nhiệt điện. Hơn nữa, không có gì khác để đo nhiệt độ cao.

Cặp nhiệt điện (bộ chuyển đổi nhiệt điện).

Tất cả các cảm biến nhiệt độ từ các bài học trước đều có thể đo nhiệt độ trong phạm vi không rộng hơn – 55 ... + 150 ° C. Để đo nhiệt độ cao hơn, cảm biến phổ biến nhất là cặp nhiệt điện. Họ:

• có phạm vi đo nhiệt độ cực rộng -250 … +2500 ° C;
• có thể được hiệu chuẩn để có độ chính xác đo cao, sai số lên tới không quá 0,01 ° C;
• thường có giá thấp;
• được coi là cảm biến nhiệt độ đáng tin cậy.

Nhược điểm chính của cặp nhiệt điện là cần có đồng hồ đo độ chính xác khá phức tạp, phải cung cấp:

• đo các giá trị thấp của EMF nhiệt với giá trị cao hơn trong phạm vi hàng chục và đôi khi thậm chí là đơn vị mV;
• bù nhiệt EMF của điểm nối lạnh;
• tuyến tính hóa các đặc tính của cặp nhiệt điện.

Nguyên lý hoạt động của cặp nhiệt điện.

Nguyên lý hoạt động của loại cảm biến này dựa trên hiệu ứng nhiệt điện (hiệu ứng Seebeck). Vì vậy, cặp nhiệt điện còn có tên gọi khác là bộ chuyển đổi nhiệt điện.

Trong một mạch điện, một hiệu điện thế được hình thành giữa các kim loại khác nhau được nối với nhau. Giá trị của nó phụ thuộc vào nhiệt độ. Vì vậy nó được gọi là nhiệt-emf. Các vật liệu khác nhau có giá trị suất điện động nhiệt khác nhau.

Nếu trong một mạch điện, các khớp (điểm nối) của các dây dẫn khác nhau được nối thành một vòng và có cùng nhiệt độ thì tổng của EMF nhiệt bằng 0. Nếu các điểm nối dây ở nhiệt độ khác nhau thì tổng hiệu điện thế giữa chúng phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ. Kết quả là chúng ta đi đến việc thiết kế một cặp nhiệt điện.

Hai kim loại khác nhau 1 và 2 tạo thành một điểm nối làm việc tại một điểm. Điểm nối làm việc được đặt tại điểm cần đo nhiệt độ.

Điểm nối lạnh là điểm mà kim loại của cặp nhiệt điện kết nối với kim loại khác, thường là đồng. Đây có thể là các khối đầu cuối của dụng cụ đo hoặc dây truyền thông bằng đồng tới cặp nhiệt điện. Trong mọi trường hợp, cần phải đo nhiệt độ của điểm lạnh và tính đến nhiệt độ đo được.

Các loại cặp nhiệt điện chính

Cặp nhiệt điện được sử dụng rộng rãi nhất là XK (chromel - copel) và XA (chromel - alumel).

Cách đo nhiệt độ thực tế bằng cặp nhiệt điện. Kỹ thuật đo lường.

Đặc tính tĩnh danh nghĩa (NSC) của cặp nhiệt điện được đưa ra dưới dạng bảng có hai cột: nhiệt độ của mối nối làm việc và nhiệt điện. GOST R 8.585-2001 chứa NSCH của các loại cặp nhiệt điện khác nhau, được chỉ định cho từng mức độ. Có thể tải xuống ở định dạng PDF từ liên kết này.

Để đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện, hãy làm theo các bước sau:

• đo nhiệt EMF của cặp nhiệt điện (Etotal);
• đo nhiệt độ điểm nối lạnh (điểm lạnh T);
• Sử dụng bảng NSH cặp nhiệt điện, xác định nhiệt EMF của mối nối lạnh sử dụng nhiệt độ của mối nối lạnh (E mối nối lạnh);
• xác định nhiệt EMF của mối nối làm việc, tức là thêm EMF của mối nối lạnh vào tổng EMF nhiệt (EMF làm việc = tổng E + E mối nối lạnh);
• Sử dụng bảng NSH, xác định nhiệt độ của mối nối làm việc bằng cách sử dụng nhiệt EMF của mối nối làm việc.

Dưới đây là ví dụ về cách tôi đo nhiệt độ của đầu mỏ hàn bằng cặp nhiệt điện TXA.

• Tôi chạm vào điểm nối làm việc với đầu mỏ hàn và đo điện áp ở các đầu cực của cặp nhiệt điện. Kết quả là 10,6 mV.
• Nhiệt độ môi trường xung quanh, tức là nhiệt độ tiếp giáp lạnh khoảng 25°C. Điểm nối lạnh EMF từ bảng GOST R 8.585-2001 cho cặp nhiệt điện loại K ở 25 °C là 1 mV.
• EMF nhiệt của mối nối làm việc là 10,6 + 1 = 11,6 mV.
• Nhiệt độ từ cùng một bảng cho 11,6 mV là 285 ° C. Đây là giá trị đo được.

Chúng ta cần triển khai chuỗi hành động này trong chương trình nhiệt kế Arduino.

Nhiệt kế Arduino để đo nhiệt độ cao sử dụng cặp nhiệt điện loại TXA.

Tôi tìm thấy một cặp nhiệt điện TP-01A. Một cặp nhiệt điện TCA điển hình, được sử dụng rộng rãi từ máy thử nghiệm. Đây là những gì tôi sẽ sử dụng trong nhiệt kế.

Các thông số ghi trên bao bì là:

• loại K;
• phạm vi đo – 60 … + 400 ° C;
• Độ chính xác ±2,5% lên tới 400°C.

Phạm vi đo dựa trên cáp sợi thủy tinh. Có một cặp nhiệt điện tương tự TP-02, nhưng có đầu dò dài 10 cm.

TP-02 có giới hạn đo trên 700°C. Vì vậy, chúng tôi sẽ phát triển một nhiệt kế:

• đối với loại cặp nhiệt điện TXA;
• với phạm vi đo – 60 … + 700 ° C.

Khi đã hiểu chương trình và sơ đồ mạch của thiết bị, bạn có thể tạo đồng hồ đo cho cặp nhiệt điện thuộc bất kỳ loại nào với bất kỳ phạm vi đo nào.

Chức năng còn lại của nhiệt kế giống như các thiết bị ở ba bài học trước, bao gồm chức năng ghi lại sự thay đổi nhiệt độ.

Cặp nhiệt điện được sử dụng rộng rãi khi cần đo chính xác nhiệt độ cao, tnhiệt độ lên tới 2500°C. Nghĩa là, khi các cảm biến kỹ thuật số sẽ chết ngay lập tức vì quá nóng, cặp nhiệt điện sẽ được sử dụng. Có khá nhiều loại cặp nhiệt điện, nhưng loại được sử dụng rộng rãi nhất là cặp nhiệt điện chromel-alumel (loại K), do giá thành thấp và sự thay đổi nhiệt điện gần như tuyến tính. Loại cặp nhiệt điện này được lắp đặt trong máy nước nóng và các thiết bị gia dụng khác có điều khiển nhiệt độ; chúng được sử dụng rộng rãi để kiểm soát nhiệt độ khi nấu chảy kim loại; với sự trợ giúp của các cặp nhiệt điện này, quá trình làm nóng đầu hàn trong trạm hàn được kiểm soát. Vì vậy, sẽ rất hữu ích nếu hiểu rõ hơn về họ.

Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn được làm bằng các kim loại khác nhau và có một điểm tiếp xúc chung (điểm nối). Tại thời điểm tiếp xúc này, một sự khác biệt tiềm năng sẽ phát sinh. Sự khác biệt tiềm năng này được gọi là nhiệt điện và phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ tại điểm nối. Kim loại được lựa chọn sao cho sự phụ thuộc của nhiệt điện vào nhiệt độ gia nhiệt là tuyến tính nhất. Điều này giúp đơn giản hóa việc tính toán nhiệt độ và giảm sai số đo.

Do đó, cặp nhiệt điện chromel-alumel được sử dụng rộng rãi có độ tuyến tính khá cao và độ ổn định của số đọc trên toàn bộ phạm vi nhiệt độ đo được.
Dưới đây là biểu đồ của cặp nhiệt điện chromel-alumel (loại K) thể hiện sự phụ thuộc của nhiệt điện thu được vào nhiệt độ tiếp giáp (cuối bài viết sẽ có đường dẫn tới biểu đồ có độ phân giải cao hơn):

Vì vậy, chỉ cần nhân giá trị nhiệt điện với hệ số yêu cầu và thu được nhiệt độ mà không cần bận tâm đến các giá trị dạng bảng và phép tính gần đúng - một hệ số cho toàn bộ phạm vi đo. Rất đơn giản và rõ ràng.
Nhưng câu hỏi đặt ra về việc kết nối cặp nhiệt điện với vi điều khiển. Rõ ràng là nếu có điện áp ở đầu ra cặp nhiệt điện thì chúng ta sẽ sử dụng ADC, nhưng hiệu điện thế ở đầu ra cặp nhiệt điện quá nhỏ để phát hiện bất cứ điều gì. Do đó, trước tiên, nó cần phải được tăng lên, chẳng hạn như bằng cách sử dụng bộ khuếch đại thuật toán.

Chúng ta hãy lấy một mạch khuếch đại hoạt động không đảo tiêu chuẩn:

Tỷ lệ điện áp đầu vào và đầu ra được mô tả bằng một công thức đơn giản:

V. ngoài/Vin = 1 + (R2/R1)

Độ lợi tín hiệu phụ thuộc vào giá trị của điện trở phản hồi R1 và R2. Lượng khuếch đại tín hiệu phải được chọn có tính đến yếu tố sẽ được sử dụng làm điện áp tham chiếu.

Giả sử điện áp cung cấp của vi điều khiển là 5V làm tham chiếu. Bây giờ chúng ta cần quyết định phạm vi nhiệt độ mà chúng ta sẽ đo. Tôi lấy giới hạn đo là 1000 ° C. Ở giá trị nhiệt độ này, đầu ra của cặp nhiệt điện sẽ có điện thế xấp xỉ 41,3 mV. Giá trị này phải tương ứng với điện áp 5 volt ở đầu vào ADC. Do đó, op-amp phải có độ lợi ít nhất là 120. Kết quả là mạch sau đã ra đời:

Trong kho của mình, tôi tìm thấy một bảng mạch đã được lắp ráp từ lâu với opamp này, được lắp ráp làm bộ tiền khuếch đại cho micrô, vì vậy tôi đã sử dụng nó:

Tôi đã tập hợp sơ đồ sau để kết nối màn hình hai dòng với bộ vi điều khiển trên bảng blog:

Cặp nhiệt điện cũng không hoạt động trong một thời gian dài - nó đi kèm với đồng hồ vạn năng của tôi. Điểm nối được đóng trong một ống bọc kim loại.

Mã Bascom-AVR để làm việc với cặp nhiệt điện:

$regfile = "m8def.dat"
$pha lê = 8000000

Lờ mờ W BẰNGsố nguyên

"kết nối màn hình hai dòng

Cấu hình Lcdpin = Pin, Rs = Portb. 0, E = Portd. 7, Db4 = Cổng. 6, Db5 = Cổng. 5, Db6 = Cổng. 7, Db7 = Cổng. 6
Cấu hình màn hình LCD= 16 * 2
con trỏ Tắt
cl

"đọc giá trị từ ADC thông qua ngắt hẹn giờ

Cấu hình Bộ hẹn giờ1= hẹn giờ, Tỷ lệ trước = 64
TRÊN Bộ hẹn giờ1 Acp

"Cấu hình ADC

Cấu hình adc = Đơn, Bộ chia tỷ lệ trước = Tự động , Tham chiếu = Avcc

Cho phép Gián đoạn
Cho phép Bộ hẹn giờ1

LÀM

cl
Nhiệt độ Rem:
màn hình LCD "Teјѕepаїypa:"
Dòng dưới
màn hình LCD W

chờ đợi 200

Vòng

"làm việc với ADC

Acp:

Bắt đầu Adc "bắt đầu ADC
W= Getadc(1 )
W= W/1. 28 "chúng tôi điều chỉnh số đo theo nhiệt độ thực tế
Trở lại

Kết thúc

Thiết bị này (xem hình) có thể được sử dụng để điều khiển tự động các phép đo nhiệt độ trong nhà kính và cửa hàng rau, tủ sấy và lò nướng điện cũng như cho các mục đích y sinh. Nó cung cấp độ nhạy cao và khả năng chống ồn, điều khiển thuận tiện các chế độ hoạt động. Sự hiện diện của sự cách ly điện trong các mạch điện và điều khiển làm cho nó hoạt động đáng tin cậy và an toàn. Hệ thống ghép quang đồng bộ với tần số mạng để tránh nhiễu chuyển mạch.

Thiết bị bao gồm hai bộ phận chức năng chính: bộ điều nhiệt điện tử và đồng hồ đo kỹ thuật số. Tín hiệu điều khiển trong bộ điều nhiệt được tạo ra dựa trên việc so sánh điện áp nhận được từ cặp nhiệt điện (TC) với điện áp tham chiếu.

Đặc tính kỹ thuật chính của thiết bị: phạm vi nhiệt độ được kiểm soát từ 0 đến 200 hoặc lên tới 1200 ° C, tùy thuộc vào cảm biến được sử dụng. Sai số nhiệt kế không quá 1,5% giới hạn đo trên; độ chính xác tối đa của việc duy trì nhiệt độ lên tới 0,05 ° C. Cần lưu ý rằng hệ thống sử dụng TP có tính khác biệt, tức là. điện áp ở đầu ra của nó tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa đầu được kết nối và đầu tự do của cặp nhiệt điện.Do đó, nếu ở nhiệt độ được kiểm soát cao, ảnh hưởng của dao động nhiệt độ môi trường đến điện áp đầu ra của TP là không đáng kể và có thể bỏ qua, thì đối với nhiệt độ được kiểm soát dưới 200 ° C, cần áp dụng các biện pháp bù bổ sung khi thay đổi nhiệt độ ở các đầu tự do của cặp nhiệt điện. Tần số chuyển đổi tải tối đa 12,5 Hz, dòng tải lên tới 0,1A và khi sử dụng công tắc triac bổ sung lên đến 80 A ở điện áp ~ 220 V, kích thước tổng thể 120x75x160 mm.

Một điện áp xoay chiều 24 V có tần số nguồn điện (f), được lấy ra khỏi cuộn thứ cấp của máy biến áp T1, được cấp qua điện trở giới hạn R21 đến bộ ghép quang bóng bán dẫn U1, ở chân 5 trong đó các xung đồng bộ được hình thành, phía trước của chúng về thời gian thực tế trùng với thời điểm khi điện áp nguồn vượt qua mức 0. Tiếp theo, các xung này đến phần kỹ thuật số của thiết bị, dựa trên tín hiệu đến từ phần analog sẽ tạo ra các tín hiệu điều khiển tương ứng.

Phần tương tự của thiết bị được triển khai trên bốn op-amps của vi mạch K1401UD2. Điện áp loại bỏ khỏi TC được khuếch đại bởi op amp DA1.1 và cung cấp cho đầu vào của op amp DA1.2...DA1.4, hoạt động như bộ so sánh. Điện áp tham chiếu xác định ngưỡng chuyển mạch của chúng được đặt bởi các điện trở R8, R9, R11, R12, R14-R16. Do không có phản hồi trong op-amp (DA 1.2-DA 1.4) và mức tăng cao nên thiết bị đạt được độ nhạy rất cao. Điện trở R12 được sử dụng để đặt ngưỡng nhiệt độ trên khi tải bị tắt và điện trở R9 nhằm đặt chênh lệch nhiệt độ (Dt) giữa ngưỡng chuyển đổi trên và dưới của bộ điều chỉnh nhiệt. Khi không cần điều chỉnh Dt, để đảm bảo độ chính xác tối đa của việc duy trì nhiệt độ, nên lắp đặt một jumper thay vì điện trở R9; trong trường hợp này, điện trở R8 có thể được loại trừ khỏi mạch. Các mạch trên các phần tử VD1-VD3, C1-SZ, R10 R13, R17 có tác dụng ngăn chặn sự truyền điện áp âm đến đầu vào của vi mạch kỹ thuật số và loại bỏ nhiễu. Việc đồng bộ các trigger DD1.2, DD2.1, DD2.2 được thực hiện bằng các xung do bộ đếm DD3 tạo ra. Bảng giải thích logic tạo tín hiệu điều khiển trong thiết bị.

Ở trạng thái hoạt động ổn định, khi nhiệt độ tại cơ sở tương ứng với nhiệt độ cài đặt thì đèn báo HL2 phải sáng liên tục và đèn báo HL1, HL3 phải tắt. Độ lệch nhiệt độ được biểu thị bằng cách bao gồm các chỉ số HL1, HL3. Để cải thiện khả năng hiển thị, chúng hoạt động ở chế độ nhấp nháy. Các xung cần thiết để điều khiển các chỉ báo này được tạo ra ở đầu ra 5 và 12 của bộ đếm dD3. Từ chân 9 của trigger DD1.2 qua bộ theo emitter trên Transistor VT1, tín hiệu đi đến mạch chỉ thị và điều khiển tải. Việc ngắt kết nối cưỡng bức tải được thực hiện bằng công tắc SA1, công tắc này sẽ mở các mạch này. Để điều khiển tải, bộ ghép quang dinistor U2 được sử dụng, nằm trong đường chéo của cầu VD2. Dòng điện chuyển mạch tối đa trong phiên bản này là 0,1 A. Bằng cách lắp thêm VS1 bảy tầng và thay đổi mạch chuyển mạch tải theo đó, dòng điện này có thể tăng lên 80 A.

Các chức năng đo nhiệt độ cũng như hiển thị giá trị của nó được thực hiện trên cơ sở vi mạch K572PV2 (tương tự ILC7107). Việc lựa chọn ADC này là do khả năng kết nối trực tiếp các chỉ báo tổng hợp tín hiệu LED với nó. Khi sử dụng LCD, bạn có thể sử dụng K572PV5. Khi nhấn nút SB1, ADC sẽ nhận điện áp từ đầu ra của op-amp DA1.1, cung cấp chế độ đo nhiệt độ. Khi nhấn nút SB1, điện áp trên biến trở R12 được đo, tương ứng với nhiệt độ của ngưỡng điều khiển đã đặt.

Chi tiết. Thiết bị sử dụng điện trở không đổi loại MLT, điều chỉnh SP5-2 (R9, R15), biến SPZ-45 (R12), tụ điện K73-17 (C11-C13), KT1 (C10), K53-1 (C4). -C7) gõ . Bộ ghép quang AOUYU3V có thể được thay thế bằng AOU115V. Các chỉ số HG1-HG4 loại SA08-11HWA có thể được thay thế bằng KLTs402 trong nước.

Cài đặt bao gồm cài đặt điện trở R3 về số đọc nhiệt kế chính xác ở nhiệt độ tối thiểu và điện trở R4 ở mức tối đa. Để loại bỏ ảnh hưởng lẫn nhau của điện trở, việc điều chỉnh này phải được lặp lại nhiều lần. Một thiết bị được lắp ráp chính xác không cần điều chỉnh thêm, bạn chỉ cần đặt giá trị Dt cần thiết với điện trở R9 và với điện trở R15 giới hạn vượt quá nhiệt độ cho phép trước khi bật báo động.

Một diode bán dẫn có thể được sử dụng làm cảm biến nhiệt độ. Ưu điểm chính của cảm biến sau là chi phí thấp và quán tính thấp hơn nhiều so với cảm biến tích hợp; độ chính xác đo đạt 0,2°C trong khoảng nhiệt độ từ -50 đến +125°C. Phần điện áp thấp của thiết bị được cấp nguồn từ bộ ổn định lưỡng cực có điện áp ±5 V, được lắp ráp trên các phần tử DA2-DA3, C4-C9. Để điều khiển bộ ghép quang U1, sử dụng điện áp +12 V. Cấm bật thiết bị mà không nối đất. Thiết bị có khả năng chống ồn cao, cho phép đường dây kết nối thiết bị với cảm biến có độ dài đáng kể. Tuy nhiên, để đảm bảo thiết bị hoạt động tin cậy, không nên đặt thiết bị gần các dây dẫn điện mang dòng điện xung và tần số cao.

Văn học:

1. Anufriev L. Đồng hồ vạn năng trên BIS // Radio. - 1986. Số 4. - P. 34-38.

2. Suetin. V. Nhiệt kế điện tử gia dụng // Đài phát thanh - 1991. Số 10. P.28-31.

3. Gutnikov V.S. Điện tử tích hợp trong thiết bị đo lường. - tái bản lần thứ 2. làm lại và bổ sung - L.: Energoato-mizdat, 1988.