Датчик температуры бытовой

termo.4tm.ru

Возможности БТ4К–ЛЕД-1

1. Измерение температуры по четырем независимым каналам.

В устройстве в качестве датчиков температуры применяются интегральные термометры фирмы Dallas - DS 18В20. Они позволяют измерять температуру в диапазоне от -55 0 С до +125 0 С. Точность измерения зависит от диапазона температуры и составляет: в диапазоне от -10 0 С до 85 0 С не более 0,5 0 С, а в диапазонах от -10 0 С до -55 0 С и от 85 0 С до 125 0 С не более 2 0 С. Разрешающая способность 0,1 0 С. Для решения бытовых задач этого вполне достаточно.

Микросхема преобразует значения температуры корпуса микросхемы в цифровое значение за время не более 0.7 секунды. Данные передаются в цифровом виде по однопроводному интерфейсу. При работе контролируется работоспособность самого датчика и работоспособность канала связи путем сравнения контрольных сумм полученной и подсчитанной. Девятилетний опыт работы (было применено около 300 датчиков) показал точность, надежность и долговременную стабильную работы данной микросхемы. К БТ4К можно подключить до четырех датчиков. Блок контролирует неправильное подключение датчика, его неисправность или отсутствие. Если датчик температуры неработоспособен, то появляется соответствующая сообщение на индикаторе и звуковая сигнализация. Для работы термометра необходимо три провода для подключения. Микросхема DS 18В20, используемая в качестве датчика температуры, имеет интерфейс связи MicroLAN. Данный интерфейс позволяет работать на удалении до 200 метров. Такие расстояния можно обеспечить, уделяя особое внимание линии связи. Применяя кабель с минимальной погонной емкостью проводников можно реализовать и такие расстояния. При прокладке кабеля необходимо учитывать среду прокладки кабеля. Кабель должен быть надежно зафиксирован и не подвергаться трению и разрыву.

Конструкция защитной оболочки датчика зависит от среды измерения и места измерения. Датчик имеет корпус ТО92(цилиндрик 5Х5мм, типа транзистора КТ3107, КП501). Расстояние между выводами 1,27 мм. Для долговременной и надежной работы необходимо защитить датчик от влаги. Есть варианты: комнатный настенный датчик, уличный наружный датчик с защитным кожухом или защитным устройством от солнечного излучения и дождя, герметичный датчик для врезки в трубу, накладной датчик на трубу, вариант для закапывания в землю и т.д. и т.п. При этом необходимо учитывать в конструкции кожуха для датчика, что расстояние между ножками около 1,5 мм и маленькая капелька воды плюс наличие питания 5 вольт приводит к разрушению выводов в течение недели. При этом нежелательно механически сильно сдавливать корпус датчика.

2. Индивидуальная установка верхней и нижней границы для каждого канала.

Для установки границ контроля температуры и работы с блоком есть двухкнопочная клавиатура. Активизировать операцию ввода границ можно удержанием любой клавиши и включением питания. После включения питания выждав 3 секунды клавишу отпустить. Затем, действуя по подсказкам, необходимо ввести значение границ для каждого канала. Для каждого канала можно установить нижнюю и верхнюю границы. Признаком нижней границы является горящий горизонтальный нижний сегмент второго индикатора, ну а горящий верхний свидетельствует о том, что устанавливаем верхнюю границу. Если светится средний горизонтальный сегмент, то температура имеет знак минус. На первом индикаторе отображается номер канала, для которого устанавливаем границы. На двух последних – устанавливаемая граница. Граница устанавливается с точностью в один градус.

При кратковременном нажатии верхней клавиши текущее значение границы увеличивается на градус, а при кратковременном нажатием нижней клавиши - уменьшается. После установки нужного значения необходимо кратковременно нажать сразу две клавиши и устройство перейдет в режим ввода следующего параметра. Все параметры вводятся последовательно для четырех каналов. Все установки границ и конфигурации энергонезависимы. При вводе параметров первоначально индицируется «старое», ранее введенное значение. Если у вас нет необходимости изменения текущего параметра, то необходимо кратковременно нажать сразу две клавиши и устройство перейдет в режим ввода следующего параметра. Последним вводимым параметром является конфигурация имеющихся термометров. При этом наличие 1 в соответствующем разряде. 1111 – в наличии все четыре датчика. 1 11 – подключены первый, третий и четвертый. В цикле индикации будут отображаться только установленные датчики. Таким образом, вы имеете возможность в разное время использовать разное количество датчиков по текущей необходимости.

После ввода последнего параметра устройство автоматически перейдет в рабочий режим.

Для дальнейшей работы примем обозначение:

Датчик температуры бытовой номер канала

РТх – реальная текущая температура, где х = 1…4 номер канала

НГх – нижняя аварийная граница температуры, где х = 1…4 номер канала

ВГх – верхняя аварийная граница температуры, где х = 1…4 номер канала

3. Звуковой сигнал выхода температуры за установленные границы.

Датчик температуры бытовой температура

В случае если текущее значение температуры превысило установленное значение, подается звуковой сигнал. Сигнал однозначно индицирует как канал, так и превышенную границу температуры.

1 короткий сигнал – РТ1 меньше НГ1.

2 коротких сигнала – РТ2 меньше НГ2.

3 коротких сигнала – РТ3 меньше НГ3.

4 коротких сигнала – РТ4 меньше НГ4.

1 длинный сигнал – РТ1 больше ВГ1.

2 длинных сигнала – РТ2 больше ВГ2.

3 длинных сигнала – РТ3 больше ВГ3.

4 длинных сигнала – РТ4 больше ВГ4.

Таким образом, даже не подходя к устройству, дистанционно, можно получить информацию о температуре контролируемого объекта. Сигнал уверенно слышен даже в зашумленных условиях. Диапазон устанавливаемых и контролируемых температур от -55 0 С до +99 0 С. И необходимо учитывать, что нижняя рабочая граница должна быть «холоднее» верхней рабочей границы.

Бытовая электроника

Регулятор температуры бытовой РТБ-2 в корпусе DIN с герметичным датчиком

Регулятор температуры РТБ-2 в корпусе DIN предназначен для поддержания заданной температуры путём управления электронагревателями или холодильным оборудованием. Регулятор может применяться для поддержания температуры в накопительных водонагревателях, системах отопления с электрическими нагревателями, саунах, овощехранилищах и т.д.

Цифровой датчик температуры в герметичном корпусе из нержавеющей стали применяется для контроля температуры в помещениях с влажной средой.

Регулятор обеспечивает выполнение следующих функций:

измерение и индикацию температуры;

поддержание заданной температуры.

Регулятор измеряет температуру среды при помощи цифрового датчика температуры поставляемого в комплекте, сравнивает измеренное значение с установленным, и на основании этих данных управляет электронагревателями или холодильным оборудованием.

Измеренная температура и состояние нагревательного элемента отображаются на цифровом индикаторе.

Для увеличения точности измерения температуры можно провести калибровку датчика, задать необходимый интервал температур (гистерезис) и направление регулирования температуры (нагревание или охлаждение). Для проверки работоспособности регулятора можно провести тест выходного реле (включение - выключение).

Бытовой цифровой термометр

Бытовой цифровой термометр

Потребность в измерителе температуры обусловлена многими обстоятельствами. В быту, например, необходимостью быстрого измерения температуры тела человека или воды для купания ребенка, температуры внутри или вне помещения, в парнике или оранжерее, в подвале, если там хранятся овощи, в камере холодильника или его морозильника, воды в аквариуме и многих других объектов. К бытовым термометрам обычно предъявляют такие требования, как точность измерения - не хуже 0,5 ° С в интервале температуры от -50 до +100 ° С -(при измерении температуры тела человека - не хуже 0,1. 0,2 °С), малогабаритность, экономичность, автономность питания, малая тепловая инерционность и гигиеническая безвредность. Описываемый здесь сравнительно простой цифровой термометр в основном отвечает этим требованиям. Чувствительным элементом прибора служит температурный датчик, принцип действия которого основан на свойстве некоторых материалов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Датчики температуры могут быть различными. В промышленности, например, часто используют массивные металлические (медные или платиновые) термопреобразователи. Для бытовых приборов наиболее подходят полупроводниковые малогабаритные терморезисторы ММТ, КМТ, СТ1, СТЗ, ТР-4, ММТ-4, которые по сравнению с металлическими преобразователями, значительно менее теплоинерционны, имеют почти в десять раз больший температурный коэффициент сопротивления (ТКС), большее электрическое сопротивление, позволяющее полностью пренебречь сопротивлением проводов, которые соединяют датчик с прибором. Наилучшими характеристиками обладает миниатюрный каплевидной формы остеклованный терморезистор ТР-4 с уменьшенным ТКС. Он имеет размеры 6Х4Х2,5 мм; гибкие выводы длиной 80 мм изготовлены из проволоки с низкой теплопроводностью. Его масса - 0,3 г. Основные электрические характеристики терморезистора ТР-4: номинальное сопротивление - 1 к0м±2 % при температуре +25 ° С, ТКС - примерно 2 %/°С, рабочий температурный интервал -60. +200 °С, постоянная времени - 3с [ 1 ].

Недостаток полупроводниковых терморезисторов - нелинейность зависимостти сопротивления от температуры и значительный разброс характеристик, что является основной причиной, сдерживающей их широкое применение для измерения температуры. Рис. 1 иллюстрирует типовую зависимость сопротивления полупроводниковых терморезисторов ТР-4 и ММТ-4 от температуры. Однако соответствующие схемотехнические решения линеаризации характеристики позволяют в значительной мере устранить эти недостатки.

Датчик температуры бытовой температура

Принципиальная схема термометра изображена на рис. 2. Основа прибора - интегрирующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) DA3, к выходу которого подключен четырехразрядный жидкокристаллический индикатор HG1. Такая элементная база позволила снизить энергопотребление и обеспечить прибору малые габариты и массу. Измерительную цепь прибора образуют токозадающий резистор R1, резисторы R2 и R3, формирующие образцовое напряжение Uобр терморезистор R4. напряжение Uт на котором изменяется в зависимости от температуры, и компенсирующий резистор [2], функцию которого выполняют резисторы R5, R6. Для уменьшения погрешности от самопрогрева терморезистора номинал токозадающего резистора R1 выбран таким, чтобы ток в измерительной цепи был равен примерно 0,1 мА. В приборе примедено прямое измерение термосопротивления методом отношений - терморезистор R4 и образцовый резистор (R2+R3) включены последовательно и через них протекает одинаковый ток. Падение напряжения, возникающее на терморезисторе, поступает на входные выводы 30 и 31, а падение напряжения на образцовом резисторе, выполняющем функцию источника образцового напряжения Uобр- на выводы 35 и 36 АЦП DA3. При таком способе измерения результат преобразования АЦП не зависит от тока в измерительной цепи, а значит, отпадает надобность в традиционно применяемых высококачественных источниках тока и образцового напряжения, от которых во многом зависят точностные характеристики измерителя.

Для прибора, работающего в режиме измерения температуры, типичной является задача компенсации начального значения термосопротивления при нулевой температуре. Для этого сопротивление компенсационного резистора (R5+R6) выбирают равным сопротивлению терморезистора R4 при нулевой температуре, а чтобы скомпенсировать сумму значений напряжения Uт+Uк, поступающую на вывод 30 АЦП, на его вывод 31 подают напряжение, равное 2 Uк, которое формирует операционный усилитель DA2 с коэффициентом усиления K=(1+R14/R13)=2. Тогда с учетом того, что с повышением температуры сопротивление терморезистора уменьшается, имеем Uвх ацп = Uвх+ --Uвх -=2Uк - (Uт+Uк)=Uк --Uт Линеаризацию нелинейной зависимости термосопротивления от температуры реализуют шунтированием терморезистора R4 резистором R11-грубо, а точно- введением в устройство ОУ DA1. Но шунтирующий резистор R11 лишь частично спрямляет эту нелинейность, несколько расширяя рабочий температурный интервал. Принцип точной линеаризации основан на изменении коэффициента преобразования АЦП в зависимости от образцового напряжения Uобр. Оно изменяется благодаря обратной связи через ОУ DA1. При такой связи часть входного напряжения UВХ, определяемая коэффициентом усиления ОУ DA1 B=[l+(R8+R9)/R7] Добавляется к напряжению Uобp [З]. Чем больше увеличивается сопротивление терморезистора при снижении температуры, тем быстрее растет образцовое напряжение, а это приводит к пропорциональному уменьшению коэффициента преобразования АЦП: Uобp=Uобр+ -Uобр-=U0-B(Uк-Uт),где Uобр+-Uобр- - напряжения на выводах 36 и 35 АЦП соответственно. Если принять цену деления младшего разряда равной 0,1 ° С, то в конечном виде показание цифрового индикатора HG1 определится выражением:

100 Uвх 100(Uк-Uт,) 100(R5+R6-R4)

Uoбp U0-B(Uк-Uт) (R2+R3)-B(R5+R6-R4)

Другие элементы термометра, обеспечивающие работу АЦП, типовые. Транзистор VT1, включенный инвертором, служит для индикации в цифровом индикаторе HG1 знака десятичной точки. Детали прибора смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 3). Микросхема DA3 смонтирована со стороны печатных проводников. Гнезда XI, Х2 (от разъема 2РМ) припаяны непосредственно к печатным площадкам платы. Для крепления переключателя SA1 также предусмотрены печатные площадки. Постоянные резисторы - С2-29В, подстроечные - СПЗ-38а. Конденсаторы: С1 - К50-6, СЗ и С7 - К22У, С5 - К73-17, С2 и С6 - К73-24. Переключатель SA1 - ПД9-2, батарея питания GB1 - "Корунд". Индикатор ИЖКЦ1-4/8 можно заменить на ИЖЦ-5. Монтажная плата помещена в пластмассовый корпус от бытового дозиметра "Белла" (см. фото в "Радио", 1990, № 10, с. 25). Конструктивное оформление датчика произвольное. Например, в пластмассовом стержне диаметром 5 и длиной б5. 70 мм сверлят сквозное осевое отверстие диаметром около 3 мм, а затем в одном из его торцев - углубление. На выводы терморезистора надевают тонкие изоляционные трубки, выводы пропускают в отверстие в стержне, устанавливают терморезистор в углубление и герметизируют его клеем БОВ-1 или лаком К0947.

К выводам припаивают концы двупроводного гибкого кабеля и туго надевают на конец стержня, противоположный терморезистору, отрезок тонкостенной дюралюминиевой трубки, служащей ручкой датчика. Длина соединительного кабеля - около 1,5 м. Из-за значительного разброса параметров полупроводниковых терморезисторов в устройство введены три подстроечных резистора: R5- для установки нуля, R2 - для установки масштаба шкалы и R9 - для линеаризации характеристики терморезистора. Простейшую регулировку термометра удобно выполнить по трем контрольным значениям температуры: талой воды (0 °С), тела человека (36,6 °С) и кипения воды (100 °С). В первой из этих контрольных точек измеряют температуру воды во льду, а не воды со льдом, температура которой может быть более 1 °С. Во второй контрольной точке в качестве образцового прибора используют медицинский термометр.

Рекомендуем также прочитать
Настенный газовый котел Protherm ( Протерм ) Пантера 25 KTO Нашли настенный газовый котел Protherm дешевле?
Двигатель ЗМЗ-24 (402) Общие сведения о двигателе Рисунок 1 — Двигатель ЗМЗ-24 (402)
Надежная охрана для Вашего автомобиля
Манометрические термометры