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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Termómetro. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de potencia, termómetros, estabilizadores de calor El funcionamiento del dispositivo se basa en la dependencia de la caída de voltaje a través de la unión pn de un diodo de silicio con la temperatura cuando fluye una corriente continua fija a través de él. Disminuye linealmente entre 2...2,5 mV con cada grado de aumento de temperatura en el rango de -60...+120 °C. El termómetro, cuyo esquema se muestra en la fig. 1 es esencialmente un milivoltímetro de CC. Se han adoptado una serie de medidas que reducen el efecto de los cambios de temperatura de los elementos (excepto el sensor - diodo VD1) en las lecturas.
La corriente del sensor es estabilizada por el transistor VT2, que opera en un punto térmicamente estable de la característica de salida (la corriente de estabilización es de aproximadamente 200 μA). De manera similar, el transistor VT3 estabilizó la corriente en el circuito para generar el voltaje ejemplar. Ambos transistores del chip DA1 están ubicados en el mismo chip semiconductor y tienen parámetros idénticos que dependen igualmente de la temperatura. Como resultado, las lecturas del microamperímetro PA1 dependen únicamente de la temperatura del sensor. En el transistor VT1 y el diodo Zener VD2, se ensambla un estabilizador de voltaje de suministro de termómetro. La corriente de drenaje del transistor VT1 permanece en aproximadamente 3,5 mA cuando el voltaje de suministro cambia en el rango de 8 ... 12 V. Esto mejora aún más la estabilidad del voltaje de salida del estabilizador y las lecturas del dispositivo. El dispositivo se ensambla mediante montaje en superficie sobre una pequeña placa de textolita. Se puede montar directamente en los tornillos del microamperímetro RA1 - M42304 con una marca cero en el centro de la escala. Es conveniente elegir un microamperímetro de tal manera que la corriente de desviación total de su aguja en microamperios corresponda al rango de temperatura requerido en grados Celsius. Luego, sin cambiar los números de la escala, basta con corregir la unidad de medida allí indicada. También se puede utilizar un microamperímetro convencional (con cero al inicio de la escala), conectándolo según el circuito que se muestra en la Fig. 2. Pero si cambia el signo de la temperatura medida, deberá cambiar el interruptor SA2 cada vez a la posición adecuada.
Los transistores KP103L se pueden reemplazar por KP103Zh. Si es posible, como VT2 y VT3, se deben utilizar transistores seleccionados en fábrica con parámetros similares. A la designación de dichos transistores se les añade el índice P (KP103ZhR, KP103LR) y se suministran en pares en un paquete común. El microcircuito KR159NT1 se puede reemplazar con un interruptor integrado K101KT1A que contiene dos transistores con un colector común, o su análogo importado KS809. En casos extremos, puede utilizar dos transistores separados, por ejemplo, KT3102 con cualquier índice de letras, pero es poco probable que sea posible lograr una alta estabilidad del dispositivo. Sin embargo, esta solución es bastante aceptable si la parte de medición del dispositivo está constantemente ubicada en una habitación con una temperatura relativamente estable. En esta situación, puede simplificar aún más reemplazando los circuitos VT2R1 y VT3R7 con las mismas resistencias fijas con un valor nominal de 100 kOhm. El diodo VD1 se coloca donde es necesario controlar la temperatura. La longitud del par de cables trenzados blindados que conectan el sensor al dispositivo puede ser de hasta cinco metros o más. Para eliminar las interferencias causadas por la detección de señales de alta frecuencia de estaciones de radio y televisión cercanas, es útil derivar el diodo del sensor con un condensador cerámico con una capacidad de al menos 0,1 μF. Además del indicado en el diagrama KD102A, como sensor también son adecuados otros diodos de silicio de pequeño tamaño. La experiencia muestra que la velocidad de reacción ante un cambio de temperatura es mayor cuanto menor es el tamaño del diodo y más delgadas son sus conclusiones. Al comenzar a instalar un termómetro, en primer lugar, debe encontrar los puntos de funcionamiento termoestables de los transistores VT2 y VT3. Tenga en cuenta que la realización descuidada de estas operaciones dará como resultado un funcionamiento completamente incorrecto del dispositivo. Para ajustar el estabilizador de corriente en el transistor VT2, se enciende un microamperímetro en serie con el diodo VD1 o en su lugar (cualquiera de los multímetros digitales más utilizados es adecuado) y aquí se establece una corriente de aproximadamente 1 μA con una resistencia de recorte. R200. Alternativamente, calentando el transistor con un soldador y enfriándolo con un algodón humedecido con acetona, seleccionan una posición del motor de resistencia R1 en la que la corriente a través del sensor no depende de la temperatura del transistor. De manera similar, al incluir un microamperímetro en el circuito abierto R5R6, encuentran el punto de funcionamiento termoestable del transistor VT3 ajustando la corriente con la resistencia de ajuste R7. Antes de continuar con la calibración de la escala del dispositivo, es necesario proteger de la humedad el sensor de diodo VD1 y el lugar de soldadura de los cables de conexión. Las zonas protegidas se cubren con algún tipo de sellador sin ácido. Los compuestos de base ácida (se distinguen por el característico olor a vinagre) no son adecuados en este caso, ya que corroen los finos terminales del diodo y tienen una notable conductividad eléctrica. Un sellado preciso protegerá el sensor de efectos nocivos durante el funcionamiento, aumentando solo ligeramente su inercia térmica. Para la calibración, necesitará un recipiente con hielo derretido y un dispositivo calentador con agua hirviendo, preferiblemente destilada. El sensor se introduce en el hielo derretido, intentando colocarlo lo más cerca posible del límite entre el agua y el hielo. La resistencia recortadora R5 logra lecturas cero del microamperímetro PA1. El sensor se transfiere a agua hirviendo y el puntero del microamperímetro se ajusta a +3 °C con una resistencia de ajuste R100. Es útil repetir estas operaciones varias veces, ajustando, si es necesario, las posiciones de las resistencias trimmer. Un punto de control adicional puede ser la temperatura del cuerpo humano (+36,6 °C), que, si es necesario, puede determinarse fácilmente con un termómetro médico. Autor: S.Gants, Gubkinsky, distrito autónomo de Yamalo-Nenets
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