4 universelle elektroniske termometerkretser

Her lærer vi fire beste elektroniske termometerkretser som kan brukes universelt til å måle kroppstemperaturer eller atmosfæriske romtemperaturer fra null til 50 grader Celsius.

I forrige innlegg lærte vi noen av funksjonene til den enestående temperatursensorbrikken LM35 , som gir utganger i varierende spenninger som tilsvarer direkte temperaturendringer i Celsius.

Spesielt denne funksjonen gjør konstruksjonen av den foreslåtte romtemperaturen termometerkrets veldig enkelt.

1) Elektronisk termometer ved bruk av en enkelt IC LM35

Det krever bare en enkelt IC for å være koblet til en passende meter med flytende spole, og du begynner å få avlesningene nesten umiddelbart.

IC LM35 vil vise deg en 10mv økning i utgangs volt som svar på hver grad økning i temperaturen i atmosfæren rundt den.

Kretsskjemaet vist nedenfor forklarer alt, ikke behov for kompliserte kretser, bare koble til en 0-1 V FSD-bevegelig spolemåler over de aktuelle pinnene på IC, sett potten riktig, og du er klar med romtemperatursensorkretsen .

Sette opp enheten

Etter at du har satt sammen kretsen og er ferdig med de viste tilkoblingene, kan du fortsette med innstillingen av termometeret som forklart nedenfor:

1. Sett forhåndsinnstillingen i midtveisområdet.
2. Slå på strømmen til kretsen.
3. Ta en bolle med smeltende is og senk IC-en i isen.
4. Begynn nå å justere forhåndsinnstillingen, slik at måleren leser null volt.
5. Oppsettprosedyren for dette elektroniske termometeret er gjort.

Når du har fjernet sensoren fra isen, vil den i løpet av sekunder begynne å vise den nåværende romtemperaturen over måleren direkte i Celsius.

2) Krets for romtemperaturmonitor

Den andre elektroniske termometerutformingen nedenfor er en annen veldig enkel, men svært nøyaktig lufttemperaturføler, har blitt presentert her.

Bruken av den svært allsidige og nøyaktige IC LM 308 gjør at kretsen reagerer og reagerer suverent på de minste temperaturendringene som skjer over omgivelsene.

Bruker hagedioden 1N4148 som temperatursensor

Diode 1N4148 (D1) brukes her som en aktiv omgivelsestemperaturføler. Den unike ulempen med en halvlederdiode som en 1N4148 som viser fremover spenningskarakteristikkendring med påvirkning av omgivelsestemperaturendring har blitt utnyttet effektivt her, og denne enheten brukes som en effektiv, billig temperatursensor.

Den elektroniske målingskretsen for lufttemperatursensoren som presenteres her, er veldig nøyaktig i sin funksjon, kategorisk på grunn av dens minimale nivå av hysterese.

Komplett kretsbeskrivelse og konstruksjonshenvisninger inkludert her.

Kretsdrift

Den nåværende kretsen til en elektronisk målekrets for lufttemperatursensor er enestående nøyaktig og kan brukes meget effektivt til å overvåke variasjonene i atmosfæretemperaturen. La oss kort studere kretsfunksjonen:

Her som vanlig bruker vi den meget allsidige 'hagedioden' 1N4148 som sensor på grunn av den typiske ulempen (eller rettere sagt en fordel for dette tilfellet) med å endre ledningskarakteristikken under påvirkning av en varierende omgivelsestemperatur.

Dioden 1N4148 er komfortabelt i stand til å produsere et lineært og et eksponensielt spenningsfall over seg selv som svar på en tilsvarende økning i omgivelsestemperaturen.

Dette spenningsfallet er rundt 2mV for hver grad temperaturøkning.

Denne spesielle egenskapen til 1N4148 utnyttes i stor grad i mange lavtemperaturfølerkretser.

Med henvisning til den foreslåtte romtemperaturmonitoren med indikatorkretsskjema gitt nedenfor, ser vi at IC1 er kablet som en inverterende forsterker og danner hjertet i kretsen.

Den ikke inverterende stift nr. 3 holdes ved en bestemt fast referansespenning ved hjelp av Z1, R4, P1 og R6.

Transistor T1 og T2 brukes som en konstant strømkilde og hjelper til med å opprettholde høyere nøyaktighet i kretsen.

Den inverterende inngangen til IC-en er koblet til sensoren og overvåker selv den minste endring i spenningsvariasjonen over sensordioden D1. Disse spenningsvariasjonene, som forklart, er direkte proporsjonale med endringene i omgivelsestemperaturen.

Den registrerte temperaturvariasjonen forsterkes øyeblikkelig til et tilsvarende spenningsnivå av IC og mottas ved utgangsstiften # 6.

De aktuelle målingene blir direkte oversatt til grad Celsius gjennom en 0-1V FSD bevegelig spoleteller.

Deleliste

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510 K,
• P1 = 10 K PRESET,
• P2 = 100K PRESET,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4.7V, 400mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Tavle for generelt formål i henhold til størrelse.
• B1 og B2 = 9V PP3 batteri.
• M1 = 0 - 1 V, voltmål med FSD-bevegelende spoletype

Sette opp kretsen

Fremgangsmåten er litt kritisk og krever spesiell oppmerksomhet. For å fullføre prosedyren trenger du to nøyaktig kjente temperaturkilder (varmt og kaldt) og et nøyaktig kvikksølv-i-glass termometer.

Kalibreringen kan fullføres gjennom følgende punkter:

Opprinnelig hold forhåndsinnstillingene midtveis. Koble et voltmeter (1 V FSD) ved utgangen av kretsen.

For den kalde temperaturkilden brukes vann med omtrent romtemperatur her.

Dypp sensoren og glasstermometeret i vannet og registrer temperaturen i glasstermometeret og det tilsvarende spenningsutfallet i voltmeteret.

Ta en bolle med olje, varm den opp til ca 100 grader Celsius og vent til temperaturen stabiliserer seg ned til ca 80 grader Celsius.

Som ovenfor, senk de to sensorene og sammenlign dem med resultatet ovenfor. Spenningsavlesningen skal være lik temperaturendringen i glasstermometeret ganger 10 mill volt. Fikk du ikke det? Vel, la oss lese følgende eksempel.

Anta at den kalde kildevannet er 25 grader Celsius (romtemperatur), og den varme kilden er som kjent 80 grader Celsius. Dermed er forskjellen eller temperaturendringen mellom dem lik 55 grader Celsius. Derfor bør forskjellen i spenningsavlesningene være 55 multiplisert med 10 = 550 mill volt, eller 0,55 volt.

Hvis du ikke helt oppfyller kriteriet, justerer du P2 og fortsetter å gjenta trinnene til du endelig oppnår det.
Når ovennevnte endringshastighet (10 mV per 1 grad Celsius) er innstilt, justerer du bare P1 slik at måleren viser 0,25 volt ved 25 grader (sensoren holdes i vann ved romtemperatur).

Dette avslutter innstillingen av kretsen.
Denne målekretsen for lufttemperatursensoren kan også brukes effektivt som en romelektronisk termometerenhet.

3) Romtermometerkrets ved bruk av LM324 IC

Den tredje designen er sannsynligvis den beste når det gjelder kostnader, enkel konstruksjon og nøyaktighet.

En enkelt LM324 IC, en 78L05 5V vanlig IC og noen få passive komponenter er alt som trengs for å gjøre dette enkleste rommet Celsius-indikatorkrets.

Bare 3 op forsterkere brukes fra de 4 op forsterkere på LM324 .

Op amp A1 er kablet for å skape en virtuell grunn for kretsen, for dens effektive arbeid. A2 er konfigurert som en ikke-inverterende forsterker der tilbakemeldingsmotstanden erstattes med en 1N4148-diode.

Denne dioden fungerer også som temperatursensor, og faller rundt 2 mV fra hver enkelt grad økning i omgivelsestemperaturen.

Dette 2 mV-fallet blir oppdaget av A2-kretsen og konverteres til et tilsvarende varierende potensial ved pin nr. 1.

Dette potensialet blir ytterligere forsterket og bufret av A3 inverterende forsterker for å mate den tilkoblede 0 til 1V volmeterenheten.

Voltmeteret oversetter den temperaturavhengige varierende effekten til en kalibrert temperaturskala for å produsere romtemperaturdata raskt gjennom de aktuelle nedbøyningene.

Hele kretsen drives av en enkelt 9 V PP3.

Så folkens, dette var 3 kule, enkle å bygge romtemperaturindikatorkretser, som enhver hobbyist kan bygge for å overvåke omgivelsestemperaturvariasjonene til en premiss raskt og billig ved hjelp av standard elektroniske komponenter, og uten å involvere komplekse Arduino-enheter.

4) Elektronisk termometer ved bruk av IC 723

Akkurat som den ovennevnte utformingen også her, brukes en silisiumdiode som en temperatursensor. Krysspotensialet til en silisiumdiode går ned med omtrent 1 millivolt for hver grad Celsius, noe som gjør at temperaturen på dioden kan bestemmes ved å beregne spenningen over den. Når en diode er konfigurert som en temperatursensor, gir den fordelene med høy linearitet med lav tidskonstant.

Det kan i tillegg implementeres over et bredt temperaturområde, fra -50 til 200 C. Da diodespenningen må vurderes ganske nøyaktig, er en pålitelig referansetilførsel nødvendig.

Et anstendig alternativ er IC 723 spenningsstabilisator. Selv om absolutt ti-verdi av zenerspenningen i denne IC kan være forskjellig fra IC til en annen, er temperaturkoeffisienten ekstremt liten (vanligvis 0,003% per grad C).

I tillegg, 723 er kjent for å stabilisere seg 12-voltsforsyningen i hele kretsen. Vær oppmerksom på at pin-tallene i kretsskjemaet bare er egnet for dual-in-line (DIL) -varianten av IC 723.

Den andre IC, 3900, inkluderer quad-forsterkere der bare et par brukes. Disse op forsterkere er designet for å jobbe litt annerledes er disse konfigurert som strømdrevne enheter i stedet for som spenningsdrevne. En inngang kan best betraktes som transistorbasen i en vanlig emitterkonfigurasjon.

Som et resultat er inngangsspenningen ofte rundt 0,6 volt. R1 er koblet til referansespenningen, og en konstant strøm beveger seg derfor gjennom denne motstanden. På grunn av sin store åpne sløyfeforsterkning er op-forsterkeren i stand til å tilpasse sin helt egen utgang slik at nøyaktig samme strøm går inn i sin inverterende inngang, og strømmen gjennom temperaturfølsom diode (D1) blir dermed konstant.

Dette oppsettet er viktig fordi dioden i det vesentlige er en spenningskilde som har en spesifikk intern motstand, og enhver form for avvik i strømmen som beveger seg via den, kan som et resultat skape en variasjon i spenningen som kan ende opp med å bli feilaktig oversatt som en temperaturvariasjon. Utgangsspenningen ved pinne 4 er dermed den samme som spenningen ved den inverterende inngangen, så vel som spenningen rundt dioden (sistnevnte endres med temperatur).

C3 hemmer svingning. Pin 1 på IC 2B er festet til det faste referansepotensialet, og en konstant strøm beveger seg følgelig inn i den ikke inverterende inngangen. Den inverterende inngangen til IC 2B er koblet opp ved hjelp av R2 til utgangen fra IC 2A (pin 4), slik at den drives av en temperaturavhengig strøm. IC 2B forsterker forskjellen mellom inngangsstrømmene til en verdi som spenningsavviket på utgangen (pin 5) raskt kan avleses med en 5 til 10 volt f.s.d. voltmeter.

I tilfelle det brukes en panelmåler, kan det hende at Ohms lov må konfigureres for å bestemme seriemotstanden. Hvis en 100-uA f.s.d. meter med en intern motstand på 1200 er brukt, må den totale motstanden for 10 V fullskala avbøyning være i henhold til beregningen:

10 / 100uA = 100K

R5 må som et resultat være 100 k - 1k2 = 98k8. Den nærmeste vanlige verdien (100 k) vil fungere bra. Kalibrering kan gjøres som forklart nedenfor: nullpunktet fikses først av P1 ved hjelp av temperatursensoren nedsenket i en bolle med smeltende is. Fullskala avbøyning kan deretter festes med P2 for dette kan dioden senkes ned i varmt vann hvis temperatur er identifisert (la oss si kokende vann testet med et hvilket som helst standardtermometer for å være på 50 °).