Kontaktní teploměr

charlie | 10. Duben 2012 - 12:32

Každý elektronik potřebuje občas změřit teplotu nějaké součástky - zejména však chladičů pro výkonové polovodiče. Jak víme, polovodičové součástky jsou na teplo velice citlivé. Zde je popsán velice jednoduchý a levný teploměr pro běžné základní měření zejména chladičů polovodičových součástek nebo pro měření teploty prostoru uvnitř elektronického zařízení.

Popis
Schéma zapojení Pro funkci teploměru jsou použity 3 operační zesilovače. Proto byl použit jeden čtyřnásobný typ TL074 s JFET vstupy. Pro správnou funkci by bylo třeba použít symetrické napájení. Symetrické napájení umožní měřit i teploty pod 0°C. Z důvodu jednoduchosti napájení je použit jeden OZ, který je zapojen jako sledovač signálu, na jeho. Neinvertujícím vstupu je připojeno poloviční napětí z odporového děliče R1 a R2. Tímto je vytvořena tzv. virtuální zem. Tento dělič je napájen ze stabilizátoru 78L05. Z něj jsou také napájeny další části teploměru. Stabilizátor umožní maximálně využít baterii. Vlastní OZ TL074 je přímo napájen z 9V baterie. Na vstupu 10 druhého OZ je konstantní napětí nastavené trimrem TP1. Tímto trimrem se při kalibraci nastavuje nulové napětí na měřidle pro nejnižší požadovanou teplotu – tato teplota může být libovolná, např. 0°C nebo i záporná. Jako teplotní čidlo je použita běžná levná křemíková dioda 1N4148 - D1. Ta je zapojena mezi výstup OZ a jeho invertující vstup. Toto zapojení spolu s odporem R6 stabilizuje proud procházející diodou na konstantní úroveň - v tomto případě asi 1mA. Na diodě je při proudu 1mA úbytek napětí asi 2,35mV/°C. Třetí OZ je zapojen jako invertující zesilovač se zesílením 10 – zesílení určuje poměr R10/R9. Dělič na vstupu 5 nastavuje na výstupu 7 napětí přibližně na 0V při teplotě 0°C. To usnadní snadnější nastavení. Jako ukazatel teploty je použito ručkové měřidlo. Možná, že se to zdá v době digitálních ukazatelů velmi nemoderní. Pro informativní zjištění teploty a pro kontrolu, zda teplota stoupá nebo klesá je analogové měřidlo i výhodnější. Je možno i výhodně použít měřidlo ze starších zásob, které by již nemělo jiné použití. Doporučené je měřidlo pro 500µA. V sérii s měřidlem je zapojen odpor R11 a trimr TP2, kterým se nastavuje maximální požadovaná teplota popř. se zvolí hodnota podle skutečné citlivosti měřidla - s diodou 1N4148 jako čidlo je maximální měřitelná teplota 125°C. Uvedené hodnoty jsou spíše informativní, protože záleží hlavně na použitém měřidle. Použití digitálního měřidla není vyloučeno. Pouze se musí ručkové měřidlo nahradit odpovídajícím odporem.

Konstrukce
Na obr. 2. je příklad desky PS. Ta má rozměry 50 x 50mm. Pro všechny odpory jsou doporučeny metalizované typy. Oba trimry TP1 a TP2 jsou použity více otáčkové. Jako teplotní čidlo/sonda je použita dioda 1N4148. Ta je ve skleněném pouzdře. Pro dobrý kontakt s měřeným objektem je vhodné diodu upevnit do měděné trubičky a zalít lepidlem. V nouzi lze vytvořit trubičku namotáním měděného drátu na kovové jádro. Pro lepší kontakt sondy s měřeným objektem je mo.no připájet k trubičce kousek měděné destičky čtvercového nebo kulatého tvaru. Nastavení Před nastavením je vhodné nechat teploměr několik minut zapnutý pro stabilizaci teploty součástek. Oba trimry se nastaví asi na poloviční hodnotu. Sonda se umístí do prostoru s nejnižší teplotou, kterou chceme indikovat a trimrem TP1 se nastaví na výstupu nulové napětí nebo se sonda umístí do tajícího ledu, což je teplota 0°C a trimrem TP1 nastavíme tuto hodnotu na stupnici. Pak se čidlo umístí do prostoru s nejvyšší požadovanou indikovanou teplotou a pomocí TP2 se tato hodnota nastaví na stupnici. Je možno použít také vroucí vodu, která má 100°C. Je vhodné nastavení obou krajních hodnot dvakrát zkontrolovat.

Schémata

Součástky

Rezistory

r122kΩ

r222kΩ

r3470Ω

r41,5kΩ

r71,5kΩ

r52,2kΩ

r61kΩ

r91kΩ

r810kΩ

r1010kΩ

r112,7kΩ

Kondenzátory

c110uF/50V

c2100uF/25V

Polovodiče

d11N4148

ic178L05

ic2TL074

Ostatní

nicručkový měřicí přístroj 500µA

nic1bateriový klips

Původní autor: AR_ročník_2001_číslo9_strana_12_autor_P.Meca

Komentáře

Poslední článek z kategorie Software

Pico osciloskop běží nyní i na Raspberry Pi

Firma Pico Technology vydala beta verzi ovladače pro své osciloskopy a data loggery. Ovladače běží na vývojových kitech BeagleBone Black a Raspberry Pi.

Poslední článek z kategorie Součástky

Univerzální obvod ke snímání teploty

Firma Linear Technology spustila výrobu LTC2983 – univerzálního obvodu k měření teploty. Obvod přímo digitalizuje signály z RTD, termočlánků, termistorů a diod s přesností 0,1°C a rozlišením 0,001°C.

Poslední článek z kategorie Technologie

Renesance Germania – rychlé CMOS obvody

Výzkumníci z Purdue University ve Spojených státech vytvořili nové obvody založené na použití germania. Obvody jsou vyrobeny technologií CMOS a používají Germanium namísto křemíku.

Poslední článek z kategorie Zařízení

BitScope – osciloskop, logický analyzátor a generátor nejen pro Raspberry Pi

Malý šikovný a multifunkční, tak by se dal v kostce shrnout BitScope Micro vývojářů BitScope design. Přístroj disponuje vestavěným osciloskopem, signálním generátorem a logickým analyzátorem. Jako pomyslnou třešničkou na dortu je možnost provozovat zařízení na Raspberry Pi.

Barvy

Univerzální obvod ke snímání teploty

Firma Linear Technology spustila výrobu LTC2983 –...

Renesance Germania – rychlé CMOS obvody

Výzkumníci z Purdue University ve Spojených státech...

Zesilovač s programovatelným zesílením

Uvedené zapojení je vhodné pro použití v systémech sběru...

Naposledy komentované články

Desulfatace a regenerace autobaterií
„Pro desulfataci akumulatoru, je dulezite, aby akumulator pri procesu desulfatace nedosahl...“
Zesilovač Ultimate Amplifier s aktivním nastavením klidového proudu
„Dobrý den, neví prosím někdo jaké hodnoty Cx a Rx zvolit?“