4 Litar Termometer Elektronik Sejagat

Di sini kita mempelajari empat rangkaian termometer elektronik terbaik yang dapat digunakan secara universal untuk mengukur suhu badan atau suhu bilik atmosfera dari sifar hingga 50 darjah Celsius.

Dalam catatan sebelumnya, kami mengetahui beberapa ciri cip sensor suhu yang luar biasa LM35 , yang memberikan output dalam voltan yang berbeza-beza yang secara langsung setara dengan perubahan suhu persekitaran, dalam Celsius.

Ciri ini secara khusus menjadikan pembinaan suhu bilik yang dicadangkan litar termometer sangat ringkas.

1) Termometer Elektronik menggunakan IC LM35 Tunggal

Ia hanya memerlukan satu IC untuk dihubungkan dengan jenis meter gegelung bergerak yang sesuai, dan anda akan mula membaca dengan segera.

IC LM35 akan menunjukkan kenaikan voltan keluaran 10mv sebagai tindak balas kepada setiap kenaikan suhu suhu di sekelilingnya.

Gambarajah litar yang ditunjukkan di bawah menerangkan semuanya, tidak memerlukan litar yang rumit, cukup sambungkan meter gegelung FSD 0-1 V melintasi pin IC yang berkaitan, pasangkan periuk dengan betul, dan anda sudah bersedia dengan litar sensor suhu bilik anda .

Menetapkan unit

Setelah memasang litar dan selesai melakukan sambungan yang ditunjukkan, anda boleh meneruskan pengaturan termometer seperti yang dijelaskan di bawah:

1. Letakkan pratetap pada jarak pertengahan.
2. Hidupkan kuasa ke litar.
3. Ambil semangkuk ais lebur dan rendam IC di dalam ais.
4. Sekarang dengan berhati-hati mula mengatur pratetap, sehingga meter membaca voltan sifar.
5. Prosedur penetapan termometer elektronik ini dilakukan.

Sebaik sahaja anda mengeluarkan sensor dari ais, dalam beberapa saat ia akan mula memaparkan suhu bilik yang ada di atas meter secara langsung dalam Celsius.

2) Litar Monitor Suhu Bilik

Reka bentuk termometer elektronik kedua di bawah ini adalah satu lagi litar tolok sensor suhu udara yang sangat ringkas namun sangat tepat telah dibentangkan di sini.

Penggunaan IC LM 308 yang sangat serba boleh dan tepat menjadikan litar bertindak balas dan bertindak balas dengan hebat terhadap perubahan suhu terkecil yang berlaku di atmosferanya.

Menggunakan Garden Diode 1N4148 sebagai Sensor Suhu

Diod 1N4148 (D1) digunakan sebagai sensor suhu persekitaran aktif di sini. Kelemahan unik dioda semikonduktor seperti 1N4148 yang menunjukkan perubahan ciri voltan ke hadapan dengan pengaruh perubahan suhu persekitaran telah dimanfaatkan secara berkesan di sini, dan peranti ini digunakan sebagai sensor suhu yang cekap dan murah.

Litar tolok sensor suhu udara elektronik yang ditunjukkan di sini sangat tepat dalam fungsinya, secara kategorinya kerana tahap histeresis minimumnya.

Gambaran litar lengkap dan petunjuk pembinaan yang disertakan di sini.

Operasi Litar

Litar arus pengukur sensor suhu udara elektronik ini sangat tepat dan dapat digunakan dengan sangat berkesan untuk memantau variasi suhu atmosfera. Mari kita pelajari secara ringkas fungsi litarnya:

Di sini seperti biasa kita menggunakan 'diod taman' 1N4148 yang sangat serbaguna sebagai sensor kerana kelemahan khas (atau lebih tepatnya kelebihan untuk kes ini) mengubah ciri konduksinya dalam pengaruh suhu lingkungan yang berbeza-beza.

Diod 1N4148 dengan selesa dapat menghasilkan penurunan voltan linier dan eksponensial melintang dengan sendirinya sebagai tindak balas kepada kenaikan suhu persekitaran yang sesuai.

Penurunan voltan ini sekitar 2mV untuk setiap kenaikan suhu.

Ciri khas 1N4148 ini dieksploitasi secara meluas dalam banyak rangkaian sensor suhu rendah.

Merujuk kepada monitor suhu bilik yang dicadangkan dengan gambarajah litar penunjuk yang diberikan di bawah, kita melihat bahawa, IC1 disambungkan sebagai penguat pembalik dan membentuk jantung litar.

Pin tidak terbalik # 3 dipegang pada voltan rujukan tetap tertentu dengan bantuan Z1, R4, P1 dan R6.

Transistor T1 dan T2 digunakan sebagai sumber arus tetap dan membantu mengekalkan ketepatan litar yang lebih tinggi.

Input pembalik IC disambungkan ke sensor dan memantau bahkan perubahan sedikit pun pada variasi voltan merentasi diod sensor D1. Variasi voltan seperti yang dijelaskan, berkadar langsung dengan perubahan suhu persekitaran.

Variasi suhu yang dirasakan langsung diperkuat ke tahap voltan yang sesuai oleh IC dan diterima pada pin outputnya # 6.

Bacaan yang relevan diterjemahkan secara langsung ke darjah Celsius melalui meter jenis gegelung bergerak FSD 0-1V.

Senarai Bahagian

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510K,
• P1 = PRESET 10K,
• P2 = PRESET 100K,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0.0033uF,
• T1, T2 = SM 557,
• Z1 = 4.7V, 400mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Papan Tujuan Umum mengikut ukuran.
• B1 dan B2 = 9V PP3 bateri.
• M1 = 0 - 1 V, voltmeter jenis gegelung bergerak FSD

Menyiapkan Litar

Prosedurnya agak kritikal dan memerlukan perhatian khusus. Untuk menyelesaikan prosedur, anda memerlukan dua sumber suhu yang diketahui dengan tepat (panas dan sejuk) dan termometer merkuri dalam gelas yang tepat.

Penentukuran dapat diselesaikan melalui perkara berikut:

Awal simpan pratetap yang ditetapkan di tengah jalan mereka. Sambungkan voltmeter (1 V FSD) pada output litar.

Untuk sumber suhu sejuk, air pada suhu sekitar bilik digunakan di sini.

Celupkan sensor dan termometer kaca ke dalam air dan catat suhu di termometer kaca dan hasil voltan yang setara dalam voltmeter.

Ambil semangkuk minyak, panaskan hingga kira-kira 100 darjah celsius dan tunggu sehingga suhunya stabil hingga sekitar 80 darjah celsius.

Seperti di atas, rendam dua sensor dan bandingkan dengan hasil di atas. Bacaan voltan harus sama dengan perubahan suhu pada termometer kaca kali 10 mil volt. Tidak faham? Baiklah, mari baca contoh berikut.

Anggaplah, sumber air suhu sejuk adalah 25 darjah Celsius (suhu bilik), sumber panas, seperti yang kita tahu ialah 80 darjah Celsius. Oleh itu, perbezaan atau perubahan suhu di antara mereka sama dengan 55 darjah Celsius. Oleh itu perbezaan bacaan voltan harus 55 didarabkan dengan 10 = 550 mill volt, atau 0,55 volt.

Sekiranya kriteria anda tidak cukup memuaskan, sesuaikan P2 dan terus ulangi langkahnya, sehingga akhirnya anda dapat mencapainya.
Setelah kadar perubahan di atas (10 mV per 1 darjah Celsius) ditetapkan, sesuaikan P1 sehingga meter menunjukkan 0.25 volt pada 25 darjah (sensor ditahan di dalam air pada suhu bilik).

Ini menyimpulkan pengaturan litar.
Litar tolok sensor suhu udara ini juga dapat digunakan secara efektif sebagai unit termometer elektronik bilik.

3) Litar Termometer Bilik menggunakan IC LM324

Reka bentuk ke-3 mungkin yang terbaik dari segi kos, kemudahan pembinaan dan ketepatan.

IC LM324 tunggal, IC biasa 78L05 5V dan beberapa komponen pasif adalah semua yang diperlukan untuk membuat litar penunjuk Celsius bilik termudah ini.

Hanya 3 op amp yang digunakan dari 4 op amp dari LM324 .

Op amp A1 dikabelkan untuk membuat landasan maya untuk litar, untuk berfungsi dengan berkesan. A2 dikonfigurasi sebagai penguat bukan pembalik di mana perintang maklum balas diganti dengan dioda 1N4148.

Diod ini juga berfungsi sebagai sensor suhu, dan turun sekitar 2 mV dari setiap kenaikan satu darjah dalam suhu persekitaran.

Penurunan 2 mV ini dikesan oleh litar A2 dan diubah menjadi potensi yang berbeza-beza pada pin # 1.

Potensi ini selanjutnya diperkuat dan disangga oleh penguat pembalik A3 untuk memberi makan unit volmeter 0 hingga 1V yang terpasang.

Voltmeter menerjemahkan output yang berbeza bergantung pada suhu ke skala suhu yang dikalibrasi untuk menghasilkan data suhu bilik dengan cepat melalui pesongan yang berkaitan.

Keseluruhan litar dikuasakan oleh 9 V PP3 tunggal.

Oleh itu, ini adalah 3 litar penunjuk suhu bilik yang sejuk dan senang dibina, yang dapat dibuat oleh mana-mana peminat untuk memantau variasi suhu persekitaran sebuah premis dengan cepat dan murah menggunakan komponen elektronik standard, dan tanpa melibatkan peranti Arduino yang kompleks.

4) Termometer Elektronik Menggunakan IC 723

Sama seperti reka bentuk di atas di sini juga dioda silikon digunakan seperti sensor suhu. Potensi persimpangan diod silikon turun sekitar 1 milivolt untuk setiap darjah selsius, yang membolehkan suhu diod ditentukan dengan mengira voltan di atasnya. Apabila dikonfigurasi sebagai sensor suhu, dioda menawarkan kelebihan linearitas tinggi dengan pemalar masa rendah.

Ia juga dapat dilaksanakan pada julat suhu yang luas, dari -50 hingga 200 C. Oleh kerana voltan diod perlu dinilai dengan tepat, bekalan rujukan yang boleh dipercayai diperlukan.

Pilihan yang baik adalah penstabil voltan IC 723. Walaupun nilai ti mutlak voltan zener dalam IC ini boleh berbeza dari IC yang lain, pekali suhu sangat kecil (biasanya 0.003% setiap darjah C).

Sebagai tambahan, 723 diketahui stabil bekalan 12 volt di seluruh litar. Perhatikan bahawa nombor pin dalam rajah litar hanya sesuai untuk varian dual-in-line (DIL) IC 723.

IC lain, 3900, termasuk penguat quad di mana hanya beberapa yang digunakan. Ini op amp dirancang untuk bekerja sedikit berbeza ini dikonfigurasikan sebagai unit yang digerakkan semasa dan bukan sebagai yang didorong oleh voltan. Input boleh dianggap sebagai asas transistor dalam konfigurasi pemancar bersama.

Akibatnya, voltan input selalunya sekitar 0.6 volt. R1 digabungkan dengan voltan rujukan dan arus tetap sehingga bergerak melalui perintang ini. Oleh kerana keuntungan gelung terbuka yang besar, op amp dapat menyesuaikan outputnya sendiri agar arus yang sama masuk ke input terbalik, dan arus melalui diod sensor-suhu (D1) tetap stabil.

Pengaturan ini penting kerana dioda pada hakikatnya adalah sumber voltan yang mempunyai rintangan dalaman tertentu, dan segala jenis penyimpangan dalam arus yang melaluinya mungkin sebagai akibatnya menimbulkan variasi voltan yang akhirnya dapat menjadi keliru diterjemahkan sebagai variasi suhu. Oleh itu, voltan keluaran pada pin 4 sama dengan voltan pada input terbalik dan juga voltan di sekitar dioda (yang terakhir berubah dengan suhu).

C3 menghalang ayunan. Pin 1 dari IC 2B dilampirkan pada potensi rujukan tetap dan arus yang berterusan seterusnya akan memasuki input yang tidak terbalik. Input pembalik IC 2B disambungkan melalui R2 ke output IC 2A (pin 4), agar ia dikendalikan oleh arus yang bergantung pada suhu. IC 2B menguatkan perbezaan antara arus masukannya dengan nilai yang penyimpangan voltan pada outputnya (pin 5) dapat dibaca dengan cepat dengan 5 hingga 10 volt f.s.d. voltmeter.

Sekiranya meter panel digunakan, undang-undang Ohm mungkin perlu dikonfigurasi untuk menentukan rintangan siri. Sekiranya 100-uA f.s.d. meter dengan rintangan dalaman 1200 digunakan, rintangan total untuk pesongan skala penuh 10 V harus mengikut pengiraan:

10 / 100uA = 100K

Hasilnya, R5 mestilah 100 k - 1k2 = 98k8. Nilai sepunya terdekat (100 k) akan berfungsi dengan baik. Penentukuran dapat dilakukan seperti yang dijelaskan di bawah: titik sifar pada mulanya diperbaiki oleh P1 menggunakan sensor suhu yang direndam dalam mangkuk ais lebur. Pesongan skala penuh boleh diperbaiki dengan P2 untuk ini dioda dapat terendam di dalam air panas yang suhunya dikenal pasti (katakanlah air mendidih yang diuji dengan termometer standard pada 50 °).