4 circuiti termometrici elettronici universali

Qui apprendiamo quattro migliori circuiti termometrici elettronici che possono essere universalmente utilizzati per misurare la temperatura corporea o la temperatura ambiente atmosferica che va da zero gradi a 50 gradi Celsius.

Nel post precedente abbiamo appreso alcune delle caratteristiche dell'eccezionale chip del sensore di temperatura LM35 , che fornisce uscite a tensioni variabili che sono direttamente equivalenti alle variazioni di temperatura ambiente, in gradi Celsius.

Questa caratteristica in particolare rende la costruzione della temperatura ambiente proposta circuito del termometro molto semplice.

1) Termometro elettronico utilizzando un singolo IC LM35

È sufficiente collegare un singolo IC a un tipo di misuratore a bobina mobile adatto e iniziare a ottenere le letture quasi immediatamente.

L'IC LM35 mostrerà un aumento di 10 mv dei suoi volt di uscita in risposta a ogni grado di aumento della temperatura dell'atmosfera che lo circonda.

Lo schema del circuito mostrato di seguito spiega tutto, non è necessario alcun circuito complicato, basta collegare un misuratore a bobina mobile FSD 0-1 V attraverso i pin pertinenti dell'IC, impostare la pentola in modo appropriato e sei pronto con il circuito del sensore della temperatura ambiente .

Configurazione dell'unità

Dopo aver assemblato il circuito e terminato di eseguire i collegamenti mostrati, è possibile procedere con l'impostazione del termometro come spiegato di seguito:

1. Posiziona il preset nell'intervallo medio.
2. Accendere l'alimentazione al circuito.
3. Prendi una ciotola di ghiaccio fondente e immergi l'IC nel ghiaccio.
4. Ora inizia con attenzione a regolare il preset, in modo che lo strumento legga zero volt.
5. La procedura di configurazione di questo termometro elettronico è terminata.

Una volta rimosso il sensore dal ghiaccio, in pochi secondi inizierà a visualizzare la temperatura ambiente attuale sullo strumento direttamente in gradi Celsius.

2) Circuito di monitoraggio della temperatura ambiente

Il secondo design del termometro elettronico di seguito è un altro circuito del sensore di temperatura dell'aria molto semplice ma estremamente preciso che è stato presentato qui.

L'uso dell'IC LM 308 altamente versatile e preciso fa sì che il circuito risponda e reagisca in modo eccellente ai più piccoli cambiamenti di temperatura che si verificano nell'atmosfera circostante.

Utilizzo del diodo da giardino 1N4148 come sensore di temperatura

Il diodo 1N4148 (D1) viene utilizzato come sensore di temperatura ambiente attivo qui. Lo svantaggio unico di un diodo a semiconduttore come un 1N4148 che mostra il cambiamento della caratteristica della tensione diretta con l'influenza del cambiamento della temperatura ambiente è stato efficacemente sfruttato qui, e questo dispositivo è usato come un sensore di temperatura efficiente ed economico.

Il circuito del misuratore elettronico della temperatura dell'aria qui presentato è molto preciso nella sua funzione, categoricamente dovuto al suo livello minimo di isteresi.

Descrizione completa del circuito e indizi di costruzione inclusi nel presente documento.

Funzionamento del circuito

L'attuale circuito di un circuito di misura del sensore elettronico della temperatura dell'aria è straordinariamente preciso e può essere utilizzato in modo molto efficace per monitorare le variazioni di temperatura atmosferica. Studiamo brevemente il suo funzionamento del circuito:

Qui come di consueto utilizziamo il molto versatile “diodo da giardino” 1N4148 come sensore per il suo tipico inconveniente (o meglio un vantaggio per il caso presente) di modificare la sua caratteristica di conduzione sotto l'influenza di una temperatura ambiente variabile.

Il diodo 1N4148 è comodamente in grado di produrre una caduta di tensione lineare ed esponenziale su se stesso in risposta ad un corrispondente aumento della temperatura ambiente.

Questa caduta di tensione è di circa 2 mV per ogni grado di aumento della temperatura.

Questa particolare caratteristica di 1N4148 è ampiamente sfruttata in molti circuiti di sensori di temperatura a bassa gamma.

Facendo riferimento al monitor della temperatura ambiente proposto con lo schema del circuito dell'indicatore riportato di seguito, vediamo che IC1 è cablato come un amplificatore invertente e costituisce il cuore del circuito.

Il suo pin # 3 non invertente è mantenuto ad una particolare tensione di riferimento fissa con l'aiuto di Z1, R4, P1 e R6.

I transistor T1 e T2 sono usati come sorgente di corrente costante e aiutano a mantenere una maggiore precisione del circuito.

L'ingresso invertente dell'IC è collegato al sensore e monitora anche il minimo cambiamento nella variazione di tensione attraverso il diodo del sensore D1. Queste variazioni di tensione, come spiegato, sono direttamente proporzionali alle variazioni della temperatura ambiente.

La variazione di temperatura rilevata viene immediatamente amplificata in un livello di tensione corrispondente dall'IC e viene ricevuta sul suo pin di uscita # 6.

Le letture rilevanti vengono tradotte direttamente in gradi Celsius tramite un misuratore a bobina mobile 0-1V FSD.

Elenco delle parti

• R1, R4 = 12K,
• R2 = 100E,
• R3 = 1 M,
• R5 = 91K,
• R6 = 510 K,
• P1 = 10K PRESET,
• P2 = 100K PRESET,
• C1 = 33pF,
• C2, C3 = 0,0033uF,
• T1, T2 = BC 557,
• Z1 = 4,7 V, 400 mW,
• D1 = 1N4148,
• IC1 = LM308,
• Tavola per uso generale secondo le dimensioni.
• B1 e B2 = batteria PP3 da 9V.
• M1 = 0-1 V, voltmetro a bobina mobile FSD

Configurazione del circuito

La procedura è un po 'critica e richiede un'attenzione speciale. Per completare la procedura avrete bisogno di due sorgenti di temperatura accuratamente note (calda e fredda) e di un accurato termometro a mercurio in vetro.

La calibrazione può essere completata attraverso i seguenti punti:

Inizialmente mantieni i preset impostati a metà. Collegare un voltmetro (1 V FSD) all'uscita del circuito.

Per la sorgente a temperatura fredda, qui viene utilizzata acqua a temperatura ambiente.

Immergere il sensore e il termometro di vetro nell'acqua e registrare la temperatura nel termometro di vetro e il risultato della tensione equivalente nel voltmetro.

Prendi una ciotola di olio, scaldalo a circa 100 gradi Celsius e attendi che la sua temperatura si stabilizzi a circa 80 gradi Celsius.

Come sopra, immergi i due sensori e confrontali con il risultato sopra. La lettura della tensione dovrebbe essere uguale alla variazione di temperatura nel termometro di vetro moltiplicata per 10 mill volt. Non hai capito? Bene, leggiamo il seguente esempio.

Supponiamo che l'acqua della sorgente a temperatura fredda sia a 25 gradi Celsius (temperatura ambiente), la sorgente calda, come sappiamo, sia a 80 gradi Celsius. Pertanto, la differenza o il cambiamento di temperatura tra di loro è pari a 55 gradi Celsius. Pertanto la differenza nelle letture della tensione dovrebbe essere 55 moltiplicata per 10 = 550 mill volt o 0,55 volt.

Se non ottieni del tutto soddisfatto il criterio, regola P2 e continua a ripetere i passaggi, fino a quando non lo raggiungi.
Una volta impostata la suddetta velocità di variazione (10 mV per 1 grado Celsius), regolare semplicemente P1 in modo che lo strumento mostri 0,25 volt a 25 gradi (sensore tenuto in acqua a temperatura ambiente).

Questo conclude l'impostazione del circuito.
Questo circuito del misuratore del sensore della temperatura dell'aria può anche essere utilizzato efficacemente come unità termometro elettronico della stanza.

3) Circuito termometro ambiente utilizzando LM324 IC

Il terzo progetto è probabilmente il migliore per quanto riguarda costo, facilità di costruzione e precisione.

Un singolo CI LM324, un normale CI 78L05 5V e alcuni componenti passivi sono tutto ciò che è necessario per rendere questo circuito indicatore Celsius della stanza più semplice.

Vengono utilizzati solo 3 amplificatori operazionali dai 4 amplificatori operazionali di LM324 .

L'amplificatore operazionale A1 è cablato per creare un terreno virtuale per il circuito, per il suo funzionamento efficace. A2 è configurato come un amplificatore non invertente in cui il resistore di retroazione viene sostituito con un diodo 1N4148.

Questo diodo funge anche da sensore di temperatura e scende di circa 2 mV da ogni singolo grado di aumento della temperatura ambiente.

Questa caduta di 2 mV viene rilevata dal circuito A2 e viene convertita in un potenziale corrispondente variabile sul pin # 1.

Questo potenziale è ulteriormente amplificato e tamponato dall'amplificatore invertente A3 per alimentare l'unità volmetro da 0 a 1V collegata.

Il voltmetro traduce l'uscita variabile dipendente dalla temperatura in una scala di temperatura calibrata per produrre rapidamente i dati della temperatura ambiente attraverso le relative deviazioni.

L'intero circuito è alimentato da un singolo PP3 da 9 V.

Quindi gente, questi erano 3 circuiti di indicazione della temperatura ambiente interessanti e facili da costruire, che qualsiasi hobbista può costruire per monitorare le variazioni della temperatura ambiente di un locale in modo rapido ed economico utilizzando componenti elettronici standard e senza coinvolgere dispositivi Arduino complessi.

4) Termometro elettronico con IC 723

Proprio come il design di cui sopra, anche qui un diodo al silicio viene impiegato come sensore di temperatura. Il potenziale di giunzione di un diodo al silicio scende di circa 1 millivolt per ogni grado centigrado, il che consente di determinare la temperatura del diodo calcolando la tensione su di esso. Quando configurato come sensore di temperatura, un diodo offre i vantaggi di un'elevata linearità con una bassa costante di tempo.

Potrebbe inoltre essere implementato in un ampio intervallo di temperatura, da -50 a 200 C. Poiché la tensione del diodo deve essere valutata in modo abbastanza accurato, è necessaria un'alimentazione di riferimento affidabile.

Un'opzione decente è lo stabilizzatore di tensione IC 723. Anche se il valore assoluto ti della tensione zener all'interno di questo IC può essere diverso da IC a un altro, il coefficiente di temperatura è estremamente piccolo (tipicamente 0,003% per grado C).

Inoltre, il 723 è noto per stabilizzarsi l'alimentazione a 12 volt in tutto il circuito. Osservare che i numeri dei pin nello schema elettrico sono adatti solo per la variante dual-in-line (DIL) dell'IC 723.

L'altro IC, il 3900, include amplificatori quadrupli di cui vengono utilizzati solo un paio. Questi gli amplificatori operazionali sono progettati per funzionare in modo leggermente diverso, queste sono configurate come unità pilotate in corrente invece che come pilotate in tensione. Un ingresso potrebbe essere considerato al meglio come la base del transistor in una configurazione a emettitore comune.

Di conseguenza, la tensione di ingresso è spesso di circa 0,6 volt. R1 è accoppiato alla tensione di riferimento e una corrente costante si muove quindi attraverso questo resistore. Grazie al suo grande guadagno ad anello aperto, l'amplificatore operazionale è in grado di adattare la propria uscita in modo che la stessa identica corrente scorra nel suo ingresso invertente, e la corrente attraverso il diodo di rilevamento della temperatura (D1) rimane quindi costante.

Questa configurazione è importante perché il diodo è, essenzialmente, una sorgente di tensione avente una specifica resistenza interna, e qualsiasi tipo di deviazione nella corrente che si muove attraverso di essa potrebbe di conseguenza creare una variazione della tensione che potrebbe finire per essere tradotto erroneamente come variazione di temperatura. La tensione di uscita al pin 4 è quindi la stessa della tensione all'ingresso invertente e della tensione attorno al diodo (quest'ultimo cambia con la temperatura).

C3 inibisce l'oscillazione. Il pin 1 dell'IC 2B è collegato al potenziale di riferimento fisso e di conseguenza una corrente costante si sposta nell'ingresso non invertente. L'ingresso invertente dell'IC 2B è collegato tramite R2 all'uscita dell'IC 2A (pin 4), in modo che sia azionato da una corrente dipendente dalla temperatura. L'IC 2B amplifica la differenza tra le sue correnti di ingresso a un valore che la deviazione di tensione alla sua uscita (pin 5) potrebbe essere letta rapidamente con un 5-10 volt f.s.d. voltmetro.

Nel caso in cui venga utilizzato un misuratore da pannello, potrebbe essere necessario configurare la legge di Ohm per determinare la resistenza in serie. Se un 100-uA f.s.d. si utilizza un misuratore con una resistenza interna di 1200, la resistenza totale per una deflessione di fondo scala di 10 V deve essere come da calcolo:

10 / 100uA = 100K

Di conseguenza, R5 deve essere 100 k - 1k2 = 98k8. Il valore comune più vicino (100 k) funzionerà bene. La calibrazione può essere eseguita come spiegato di seguito: il punto zero viene inizialmente fissato da P1 utilizzando il sensore di temperatura immerso in una ciotola di ghiaccio fondente. La deflessione a fondo scala può poi essere fissata con P2 per questo il diodo può essere immerso all'interno di acqua calda la cui temperatura viene individuata (diciamo che l'acqua bollente testata con un qualsiasi termometro standard sia a 50 °).