AVT2410.pdf

Projekty AVT

Precyzyjny

termometr

dwukanałowy

2410

Każdy współczesny elektronik−praktyk

w swej karierze wykonuje co najmniej jeden

termometr elektroniczny. Dla wielu posiada−

nie w mieszkaniu własnej roboty termometru

cyfrowego to wręcz punkt honoru.

Opisany w artykule precyzyjny termometr

dwukanałowy, o rozdzielczości 0,1 o C zapro−

jektowano z myślą o tych wszystkich, którzy

chcą wykonać elegancki termometr domowy,

pokazujący temperaturę w mieszkaniu i na ze−

wnątrz. W prostej wersji termometr ma jeden

wyświetlacz, a przełącznik pozwala wybrać

czujnik, którego temperatura pokazywana jest

na wyświetlaczu. Niewielkie wymiary, prosto−

ta i niewygórowana cena spowodują, że nie−

którzy będą chcieli zastosować w jednej obu−

dowie dwa takie układy, by jednocześnie, na

dwóch wyświetlaczach obserwować tempera−

turę w mieszkaniu i na zewnątrz. Układ może

być wykorzystany nie tylko jako termometr

domowy, ponieważ zakres mierzonych tempe−

ratur to −40°C...+100°C (okresowo do +125°C).

W układzie celowo zastosowano wyświe−

tlacze LED, które zdaniem wielu osób są

znacznie atrakcyjniejsze od szarych wyświe−

tlaczy LCD. Ze względu na znaczny pobór

prądu przez wyświetlacze LED układ jest za−

silany z typowego zasilacza o napięciu

5V i prądzie 150...200mA.

Bardzo ważną zaletą układu jest wyjątko−

wo prosta procedura kalibracji. W wersji pod−

stawowej polega ona na ustawieniu dwóch

napięć za pomocą jakiegokolwiek miernika

cyfrowego. Można też w prosty sposób skali−

brować przyrząd na podstawie wskazań jakie−

gokolwiek godnego zaufania termometru (np.

laboratoryjnego). A kto chce uzyskać jeszcze

większą dokładność, może przeprowadzić do−

datkową nieskomplikowaną kalibrację z wy−

korzystaniem topniejącego lodu (śniegu).

Dla ścisłości należy wspomnieć, że choć

rozdzielczość wskazań termometrów cyfro−

wych wynosi 0,1°C, prawie nigdy nie udaje

się uzyskać dokładności ±0,1°C w całym za−

kresie spodziewanych temperatur otoczenia.

Składa się na to wiele czynników. Za znako−

mitą należy uznać dokładność ±0,3°C. Za

bardzo dobrą ±0,5°C. Opisywany przyrząd,

dzięki zastosowaniu zewnętrznego źródła na−

pięcia odniesienia oraz precyzyjnych rezy−

storów, umożliwia uzyskanie takiej dokład−

ności w zakresie mierzonych temperatur −

30...+30°C. W całym zakresie mierzonych

temperatur −40...+100°C dokładność nie po−

winna być gorsza niż ±1°C.

która za pomocą potencjometru 10kΩ

pozwala

precyzyjnie skalibrować czujnik.

W układzie celowo nie zastosowano znacz−

nie droższych kostek LM35, które tylko teore−

tycznie nie wymagają kalibracji. W rzeczywi−

stości błąd najtańszej wersji LM35D może

wynosić ±2°C, czyli w skrajnym przypadku

dwa czujniki umieszczone w tej samej tempe−

raturze mogą dawać wskazania różniące się aż

o 4°C. Obecnie praktycznie nie ma na rynku

czujników temperatury, które bez kalibracji

dawałyby precyzyjne wskazania temperatury

z dokładnością przynajmniej 0,5°C.

Starsze rozwiązania termometrów elektro−

nicznych z diodą w roli czujnika wymagały

regulacji dwupunktowej, zazwyczaj przepro−

wadzanej w temperaturach 0°C i +100°C. Wy−

korzystanie scalonych czujników LM335 do

precyzyjnych pomiarów też wymaga kalibra−

cji, jednak całkowicie wystarczy kalibracja

jednopunktowa. Najłatwiej przeprowadzić ją

w temperaturze 0°C, używając mieszaniny

wody z lodem. Temperatura mieszaniny na

pewno ma temperaturę 0°C z dokładnością

lepszą niż ±0,1°C. Kalibracja we wrzącej wo−

dzie dla temperatury +100°C jest zdecydowa−

nie mniej precyzyjna, ponieważ, jak wiado−

mo, temperatura wrzenia wody znacząco za−

leży od ciśnienia (atmosferycznego).

W układzie termometru przewidziano

dwa potencjometry PR1, PR2 typu helitrim,

które mogą służyć do wyrównania parame−

trów obu czujników. Gdyby się okazało, że

zastosowane układy LM335 dają wskazania

różniące się mniej niż o 0,5°C, nie trzeba sto−

sować tych potencjometrów.

Napięcie jednego z czujników U4, U5 jest

podawane przez przełącznik S1 na wejście

INHI układu ICL7107. Wejście INLO oraz

REFHI połączone są do napięcia odniesienia,

wytwarzanego przez źródło napięcia wzorco−

wego LM385 1,2V (U3) oraz wzmacniacz

Opis układu

Schemat ideowy urządzenia pokazany jest

na rysunku 1 . Popularny układ scalony

ICL7107 (U1) zasilany jest nietypowo − poje−

dynczym napięciem +5V. Układ może praco−

wać w takich warunkach (nóżki 21, 26 zwarte

do masy), jednak musi być zastosowane ze−

wnętrzne źródło napięcia odniesienia i spełnio−

ne muszą być podane przez producenta warun−

ki na zakres wspólnych napięć wejściowych.

Zewnętrzne źródło napięcia odniesienia

w precyzyjnym termometrze i tak jest po−

trzebne ze względu na zmiany temperaturo−

we wewnętrznego wzorca w zależności od

poboru prądu przez układ U1 (w praktyce od

ilości zaświeconych segmentów).

W układzie zastosowano czujniki tempera−

tury w postaci układów scalonych LM335,

oznaczone na schemacie U4, U5. Układ

LM335 jest czujnikiem działającym bardzo

podobnie, jak znany Czytelnikom EdW LM35

− napięcie na nim jest proporcjonalne do tempe−

ratury, a czułość też wynosi 10mV na stopień.

Napięcie proporcjonalne jest do temperatury

bezwzględnej (wyrażonej w kelwinach), czyli

w temperaturze 0°C napięcie wynosi 2,73V,

a przy +100°C napięcie wynosi 3,73V. Układ

LM335 ma dodatkową końcówkę korekcyjną,

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

Rys. 1

U2A. Aby wskazania miernika w temperatu−

rze 0C były równe zeru, napięcie na wyjściu

U2A musi być równe 2,73V, bo takie napięcie

daje czujnik LM335 w temperaturze 0 o C,

czyli 273,15K. Do regulacji tego napięcia słu−

ży potencjometr PR4. Aby z kolei wskazania

wyświetlacza w temperaturze +100 o C wyno−

siły 100,0, różnica napięć między REFLO

a REFHI powinna wynosić 1,0000V (bo

współczynnik przetwarzania układu LM335

wynosi 10mV/ o C). Napięcie to jest ustawiane

za pomocą potencjometru PR3.

Kostka ICL7107 pracuje z typowymi ele−

mentami zewnętrznymi. W obwodach anod

wyświetlaczy włączono diody D1...D3, które

zmniejszają moc strat układu scalonego. We−

dług katalogu, prąd segmentu wskaźnika

LED powinien wynosić około 8mA. W opi−

sywanym układzie przy zasilaniu pojedyn−

czym napięciem 5V prąd jest trochę mniej−

szy. W układzie modelowym z trzema dioda−

mi D1...D3 prąd segmentu wynosi 4,1mA.

Niektóre wskaźniki dają przy takim prądzie

zbyt mało światła. W takim przypadku diody

D1...D3 należy zewrzeć, co zwiększy prąd.

Rezystor R9 wyznacza jasność punktu

dziesiętnego po trzeciej cyfrze. Gdyby oka−

zało się, że jasność tego punktu rażąco odbie−

ga od jasności cyfr, wartość R9 można śmia−

ło zmienić (100Ω

Ponieważ układ ma być precyzyjny, ko−

nieczne jest zastosowanie (cermetowych) he−

litrimów oraz stabilnych rezystorów metali−

zowanych R7, R8. Pozostałe elementy mogą

mieć tolerancję 5...10%.

wilgocią czujników, a właściwie przewodów

prowadzących do czujników. W układzie mode−

lowym czujniki przylutowano do końcówek

przewodu i zalano zalewą silikonową wewnątrz

mosiężnych rurek. Zamiast silikonu można wy−

korzystać żywicę epoksydową (klej dwuskła−

dnikowy), a w ostateczności nawet stearynę ze

świeczki lub podobną substancję o właściwo−

ściach izolacyjnych.

Skuteczne zabezpieczenie przed wilgocią

czujnika umieszczonego na zewnątrz ma

ogromne znaczenie. Początkujący elektroni−

cy nie doceniają wagi problemu. Tymczasem

duże zmiany temperatury w zakresie co naj−

mniej −20...+30°C, tworzenie się lodu, wci−

skająca się wszędzie wilgoć oraz korodujące

zanieczyszczenia zawarte w deszczu po pew−

nym czasie osłabią izolację. Każda niestaran−

ność w wykonaniu czujnika spo−

woduje powstanie nieszczel−

ności, co z czasem zao−

wocuje błędnymi

wskazaniami.

Co gorsze,

te błę−

Montaż i uruchomienie

Termometr można zmontować na małej

dwustronnej płytce drukowanej, pokazanej

na rysunku 2 . Montaż wymaga staranności,

i głównie ze względu na montaż stopień trud−

ności projektu wyceniono na dwie gwiazdki.

Pomocą w montażu będą fotografie modelu.

Uwaga! W pierwszej fazie nie należy

montować potencjometrów PR1, PR2! Jak

zaznaczono na schemacie ideowym, najpierw

należy wlutować podstawkę pod U1 od strony

lutowania, a potem podstawkę pod wyświetla−

cze od strony elementów. Obie są typowymi

podstawkami 40−nóżkowymi.

Do punktów A1, A, A2 oraz B1, B, B2 nale−

ży dołączyć układy LM335. Przewód do czujki

zewnętrznej powinien być znacznie dłuższy.

Uwaga! Nie należy umieszczać żadnego

czujnika wewnątrz obudowy termome−

tru, ponieważ wydzielające się tam

ciepło podniesie temperaturę o co

najmniej kilka stopni.

Układ wyprowadzeń i sposób

podłączenia dwużyłowego przewodu

w ekranie pokazany jest na rysunku 3 . Bar−

dzo ważną sprawą jest zabezpieczenie przed

...1kΩ

Elektronika dla Wszystkich

Projekty AVT

dy mogą występować okresowo, na przykład

tylko przy wyjątkowo dużej wilgotności,

a wtedy użytkownik nie będzie wiedział, że

wskazania są błędne. Dlatego czujnikom

trzeba poświęcić szczególną uwagę.

Po zmontowaniu elementów biernych,

podstawek i drobnych elementów aktyw−

nych, należy starannie skontrolować popraw−

ność montażu, a na koniec włożyć w pod−

stawki wyświetlacze oraz układ U2. Nie

wkładać układu U1 (ICL7107)!

precyzja, wystarczy ustawienie napięć

2,73V oraz 1,000V, jak podano wyżej. W mo−

delu, bez potencjometrów PR1, PR2, różnica

wskazań obu czujników w tej samej tempera−

turze 20°C wynosiła tylko 0,2°C. Zrezygno−

wano więc z potencjometrów PR1, PR2.

Kalibracja precyzyjna. Dla uzyskania

wysokiej precyzji wskazań zaleca się przepro−

wadzenie kalibracji w znanej temperaturze.

Dalej opisano cztery sposoby przeprowadze−

nia takiej regulacji. Najprościej wykonać ją

w temperaturze 0°C, przy wykorzystaniu mie−

szaniny wody z lodem (lub topniejącego śnie−

gu). Oba czujniki należy włożyć do długiej fo−

liowej torebki i włożyć do naczynia z topnie−

jącym lodem. Po kilku minutach wskazania na

wyświetlaczu powinny

się ustalić.

1. P OSIADACZE PRECY −

ZYJNYCH MULTIMETRÓW

4,5− CYFROWYCH wlutują

wcześniej PR1, PR2

i ustawią w punktach A1,

B1 napięcia równe

2,7315V, odpowiadające

temperaturze zera Celsju−

sza. Następnie ustawią

z pomocą PR4 wskazanie

wyświetlacza równe 00,0,

a na koniec napięcie mię−

dzy punktami X, Y równe 1,0000V. Taka pro−

cedura zapewni wysoką dokładność kali−

bracji, a błąd w całym zakresie spodzie−

wanych temperatur otoczenia powinien

być mniejszy niż 0,3 o C. (Dla ścisłości na−

leżałoby dodać, że jeśli woltomierz ma re−

zystancję wewnętrzną równą 10MΩ , a re−

zystancja między wspomnianymi punkta−

mi wynosi 2k

Na koniec za pomocą PR3 ustawić napięcie

między punktami X, Y równe 1,000V. Również

w tym wypadku dokładność w zakresie tempe−

ratur występujących w naszej strefie klimatycz−

nej będzie znakomita, nie gorsza niż 0,5 o C.

3. K ALIBRACJA NA PODSTAWIE TERMOME −

TRU WZORCOWEGO . Zamiast wzorca w posta−

ci topniejącego lodu można wykorzystać ja−

kikolwiek dobry termometr. W takim wypad−

ku należy się jednak liczyć z faktem, że ten

termometr również obarczony jest jakimś

błędem wskazań. Wcześniej trzeba ustawić

za pomocą PR3 napięcie 1,000V między

punktami X, Y. Procedura kalibracji wygląda

następująco. Oba czujniki i termometr wzor−

cowy należy umieścić razem, by miały jedna−

kową temperaturę. Jeśli na przykład termo−

metr wzorcowy wskaże 21,2°C, należy za po−

mocą PR4 należy ustawić wskazanie na wy−

świetlaczu równe 21,2. Wskazania na wy−

świetlaczu z obu czujników powinny być

jednakowe. Jeśli występuje istotna różnica,

należy ją usunąć wlutowując jeden z poten−

cjometrów PR1, PR2. Także w tym wypadku

uzyskana dokładność będzie dobra, ale nie

lepsza niż termometru wzorcowego.

4. P OSIADACZE PRECYZYJNEGO MULTIME −

TRU 4,5− CYFROWEGO I DOKŁADNEGO TERMO −

Kalibracja

Po zasileniu modułu napięciem 5V należy

dokonać kalibracji (bez układu U1).

Używając jakiegokolwiek woltomierza cy−

Rys. 2

Wykaz elementów

Kondensatory

C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiiczny

C2,,C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF

C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47nF

C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220nF

C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120pF

C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220µF/25V

Rezystory

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,,7k

(R7 + część PR3), to po

odłączeniu woltomierza napięcie nieco wzro−

śnie. Dlatego w zasadzie należałoby ustawiać

napięcie na woltomierzu równe 0,9998V. Nie

ma to jednak sensu, bo nawet woltomierze 4,5−

cyfrowe mają dokładność nie lepszą niż

0,05%.)

2. K TO NIE MA WOLTOMIERZA 4,5− CYFROWE −

GO , A TYLKO ZWYK ł Y 3,5− CYFROWY , również

może precyzyjnie wyregulować układ wyko−

rzystując PR1, PR2. Ponieważ dokładność po−

pularnego, taniego multimetru zazwyczaj wy−

nosi 0,5%, nie ma sensu próba precyzyjnego

ustawiania napięcia 2,7315V w punktach A1,

B1. Po włożeniu zabezpieczonych czujników

do topniejącego lodu i ustaleniu wskazań, na−

leży za pomocą PR4 z grubsza doprowadzić

do wskazania zera na wyświetlaczu. Zapewne

wystąpi różnica wskazań obu czujników.

Dopiero wtedy należy wlutować potencjo−

metr PR1 i za jego pomocą zredukować różni−

cę wskazań do połowy . Następnie włączyć

z pomocą S1 czujnik U4, który współpracuje

z PR1, i za pomocą PR4 ustawić na wyświetla−

czu wskazanie 00,0. Potem należy wlutować

potencjometr PR2 i po przełączeniu S1 ustawić

wskazanie drugiego czujnika także równe 00,0.

Rys. 3 Sposób podłączenia dwużyło−

wego przewodu w ekranie

R2,,R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,,2k ΩΩ

R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M

R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470k ΩΩ

R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k

frowego trzeba ustawić za pomocą PR4 mię−

dzy masą a punktem X napięcie równe

2,7315V, a następnie za pomocą PR3 między

punktami X, Y (nóżki 35, 36 U1) napięcie

równe 1,000V. Dla ułatwienia na płytce dru−

kowanej dodano punkty X, Y oraz odpowie−

dnie napisy. Napięcia te można z łatwością

ustawić, dotykając końcówkami pomiarowy−

mi do odpowiednich kontaktów (pustej

w tym czasie) podstawki pod U1.

Po ustawieniu napięć należy wyłączyć za−

silanie i włożyć do podstawki układ U1. Ta−

ka kolejność jeszcze bardziej zabezpieczy

przed uszkodzeniem delikatny układ scalony

ICL7107. W zasadzie ustawienie napięć

można również przeprowadzić przy włożo−

nym układzie U1. Jednak podczas kalibracji

modelu z niewiadomych przyczyn uległ

uszkodzeniu właśnie układ U1 − stąd powyż−

sze zalecenia. Po włożeniu U1 na wyświetla−

czu pokazana będzie aktualna temperatura.

Kalibracja uproszczona. W wersji pod−

stawowej potencjometry PR1, PR2 nie będą

montowane. Jeśli nie jest wymagana wysoka

R7 . . . . . . . . . . . . . .1,,47k ΩΩ

1% (1,,33k......1,,54k 1%)

1% (1,,87k......2,,05k 1%)

R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470 ΩΩ

(330......1k ΩΩ

)

PR1,,PR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k

helliittriim

PR3,,PR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k ΩΩ

helliittriim

Półprzewodniki

D1−D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001

DL1,,DL2 . . . . . . . . . . . . . . . . wyświiettllacz podwójjny

U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IICL7107

U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM358

U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM385

U4,,U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM335

Pozostałe

S1 . . . . . .przełłączniik dwupozycyjjny jednoobwodowy

Obudowa KM42

podsttawka 40piin pod wyświiettllacz

podsttawkii pod ukłłady scallone

przewód dwużyłłowy ekranowany dłługość 2m

Uwaga!! Zasiillacz 5V 200mA niie wchodzii w skłład zestta−

wu AVT−2410 i nalleży go zamówiić oddziiellniie..

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT jako

kit szkolny AVT−2410

Elektronika dla Wszystkich

R8 . . . . . . . . . . . . . .1,,96k

Projekty AVT

METRU mogą skalibrować układ dokładniej.

Wlutują PR1 i PR2. Odczytają z termometru

wzorcowego temperaturę Tc i wyrażą ją

w kelwinach (dodając do temperatury

w stopniach Celsjusza 273,15). Jeśli na przy−

kład termometr wzorcowy wskaże 21,2°C,

temperatura bezwzględna wynosi

21,2 + 273,15 = 294,35K

Ponieważ współczynnik przetwarzania

wynosi 10mV/K, za pomocą potencjometrów

PR1, PR2 w punktach A1, B1 ustawią napię−

cia jak najbardziej zbliżone do wartości

2,9435V. Następnie za pomocą PR4 uzyskają

wskazanie na wyświetlaczu 21,2. Następnie

za pomocą PR3 ustawią napięcie równe

1,0000V miedzy punktami X, Y. Jeśli po ta−

kiej regulacji wskazanie wyświetlacza się

zmieni, skorygują nieco położenie PR4, by

powrócić do wskazania 21,2.

Po dokonaniu kalibracji dobrze byłoby za−

bezpieczyć płytkę dobrym lakierem izolacyj−

nym. Choć nie jest to konieczne, taki zabieg

znacznie zwiększy odporność na wilgoć. Mo−

że to mieć znaczenie, gdy termometr zainsta−

lowany będzie w kuchni, gdzie podczas goto−

wania posiłków wilgotność bardzo wzrasta.

w szerszym zakresie temperatur, odpowiednio −

40...+125°C (+150°C), −55...+150C (+200°C).

Mają też mniejszy błąd początkowy bez kalibra−

cji, typowo 1°C i 0,5°C w temperaturze pokojo−

wej oraz lepszą gwarantowaną liniowość. Kilka

przykładów zastosowania układów rodziny

LM135...335 można zobaczyć na rysunku 4 .

Szczegółowe dane można znaleźć w kar−

cie katalogowej w katalogach i na interneto−

turach. Ustawienie takiego napięcia nie tylko

kalibruje wskazanie dla 0°C, ale ( uwaga! ) jed−

nocześnie powoduje, że współczynnik prze−

twarzania niejako automatycznie przyjmuje

wartość dokładnie 10,00mV/K = 10,00mV/°C.

Taka kalibracja wcale nie musi być przepro−

wadzona w temperaturze 0°C, tylko w jakiejkol−

wiek innej, dokładnie określonej. Zawsze za po−

mocą potencjometru należy tak wyregulować

napięcie na czujniku, by by−

ło równe tej temperaturze

w kelwinach pomnożonej

przez 10mV. Taka pojedyn−

cza regulacja zawsze w peł−

ni kalibruje czujnik, by pre−

cyzyjnie wskazywał on

temperaturę w kelwinach

(oczywiście przy założeniu,

że zmiany napięcia w funk−

cji temperatury są liniowe).

Aby zapewnić odczyt

temperatury w stopniach

Celsjusza, trzeba wpro−

wadzić stabilne napięcie

przesunięcia, tak zwany

offset, o 2,7315V. Dodat−

kowo we współpracują−

cym mierniku trzeba usta−

wić napięcie odniesienia równe 1,0000V, ale

to żaden problem.

LM335

Użyty czujnik LM335 jest układem scalo−

nym zawierającym 15 tranzystorów. Zacho−

wuje się jak dioda Zenera o napięciu wprost

proporcjonalnym do temperatury bezwzględ−

nej, wyrażonej w kelwinach. Ze względu na

bardzo małą oporność dynamiczną (<1

Rys. 4

wych stronach m.in. National Semiconductor

oraz ST−Microelectronic

http://eu.st.com/stonline/books/pdf/

docs/2158.pdf

http://www.national.com/

ds/LM/LM135.pdf

Karta katalogowa układów LM135...335 do−

stępna jest również na stronie internetowej EdW

www.avt.com.pl

Dalszych informacji, w tym not aplikacyj−

nych można szukać pod adresami

http://eu.st.com/stonline

http://www.national.com/

pf/LM/LM335.html

czujnik może pracować w szerokim zakresie

prądów. Producent zaleca pracę przy prądzie

polaryzującym o wartości 0,4...5mA. Przy ta−

kich zmianach prądu wskazania będą się

zmieniać typowo tylko o 0,3°C. Stabilność

długoczasowa jest dobra − po 1000hpracy

w maksymalnej temperaturze, zmiana wska−

zań wynosi typowo tylko 0,2°C.

Produkowane są różne wersje czujnika.

Układ LM335 umieszczony w plastikowej

obudowie TO−92 jest najtańszy, ale ma naj−

słabsze parametry. Może pracować w tempe−

raturach −40...+100°C (chwilowo do +125°C),

a błąd początkowy w temperaturze pokojowej

bez kalibracji może sięgnąć 2°C, w skrajnych

przypadkach nawet 6°C.

Lepsze wersje LM235 i LM135 w obudo−

wach metalowych TO−46 mogą pracować

Możliwości zmian

Jak wspomniano, można zastosować dwa

jednakowe wskaźniki, by jednocześnie pokazy−

wały temperatury wewnątrz i na zewnątrz.

W drugim układzie nie trzeba stosować od−

dzielnego źródła napięcia wzorcowego U3 oraz

wzmacniacza operacyjnego U2, a także ele−

mentów R1, R7, R8, PR3, PR4. Oznacza to, że

drugi moduł nie wymaga kalibracji. Aby do

drugiego układu doprowadzić odpowiednie na−

pięcia, wystarczy zewrzeć punkty X−X oraz Y−

Y obu płytek, oraz oczywiście obwody masy.

Nie ma potrzeby przeprowadzania innych

modyfikacji w zaproponowanym układzie.

Jedynie, jeśli ktoś chce, może zamiast zwy−

kłego przełącznika S1 zastosować przełącz−

nik lepszej jakości, przekaźnik albo we wła−

snym zakresie dobudować układ z kluczami

elektronicznymi (np. 4066, 4052, 4053).

Oczywiście zamiast dwóch czujników tem−

peratury można ich zastosować więcej. Trze−

ba jednak pamiętać, że na płytce są tylko dwa

potencjometry kalibracyjne, PR1, PR2.

Kto chciałby wykorzystywać termometr

w warunkach przemysłowych, powinien za−

dbać o staranne zabezpieczenie płytki przed

wilgocią dobrym lakierem izolacyjnym.

Dla dociekliwych

Bardziej dociekliwi Czytelnicy mogą się

zastanawiać, czy podana procedura kalibracji

da zadowalające rezultaty. Wiedzą oni zapew−

ne, że układy pomiaru temperatury, zwłaszcza

z czujnikami diodowymi, wymagają kalibracji

dwupunktowej. Najpierw w temperaturze

0 o C ustawia się wskazanie równe zeru, a potem

reguluje się współczynnik przetwarzania, by

na przykład w temperaturze +100 o C wskazanie

wynosiło 100,0. W omawianym układzie kali−

bracja w dwóch różnych temperaturach abso−

lutnie nie jest konieczna, a nawet nie ma więk−

szego sensu, a to dzięki użyciu kostki LM335.

Układ scalony LM335 jest w założeniu

miernikiem temperatury bezwzględnej, wyra−

żonej w kelwinach. Jeśli, za pomocą współpra−

cującego potencjometru, czujnik zostanie tak

wyregulowany, by na przykład w temperaturze

0°C miał napięcie 2,7315V, to wskazania będą

prawidłowe przy wszystkich innych tempera−

Piotr Górecki

Zbigniew Orłowski

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: