Термометр на кр572пв2 своими руками
Автор утверждает, что сравнительная простота и неплохие технические параметры этого прибора могут вызвать определенный интерес, так как главным отличием этого варианта термометра от опубликованных ранее в литературе [1, 2], в которых в качестве основного элемента использовался аналого-цифровой преобразователь (АЦП) КР572ПВ2 (К572ПВ2) или КР572ПВ5, заключается в том, что в нем нет операционных усилителей (ОУ), служащих для каких-либо преобразований сигнала датчика температуры.
Это:
во-первых, упрощает входные цепи термометра,
во-вторых, позволяет избежать дополнительных погрешностей, неизбежно возникающих в основном за счет температурного дрейфа напряжения смещения ОУ при значительных изменениях температуры окружающего воздуха.
Упомянутые выше АЦП обладают высоким входным сопротивлением, широким динамическим диапазоном входных сигналов и могут быть непосредственно подключены к датчику температуры, если, конечно, он имеет хорошую линейность во всем диапазоне измеряемых температур [3].
Датчиком температуры описываемого прибора служит кремниевый диод. При этом используется линейная зависимость падения напряжения на нем от температуры при фиксированном прямом токе смещения. Температурный коэффициент напряжения (ТКН) для кремниевых диодов практически постоянен в диапазоне -6О. +1ОО°С и составляет -2. -2,5 мВ/°С — в зависимости от типа диода и значения тока смещения [4]. Как показали исследования, практически любой кремниевый диод или транзистор может быть использован как линейный температурный преобразователь в диапазоне от -55°С до+125°С [5].
Основные технические характеристики термометра:
Интервал измеряемой температуры, °С. -50. +120
Разрешающая способность, °С. 0,1
Погрешность измерения, °С:
на краях рабочего интервала. ±0,7
в средней части рабочего интервала, не хуже. ±0,3
Диапазон изменения температуры окружающего воздуха, °С. 0. 50
Напряжение источника питания, В . .9
Потребляемый ток, мА, не более . 1,5
Датчик термометра, функцию которого выполняет диод VD1, питается от источника тока, выполненного на полевом транзисторе VT1. С анода датчика сигнал, линейно зависящий от измеряемой температуры, через фильтр помех R5C1 поступает на вывод 30 инвертирующего входа микросхемы DD1 (поскольку ТКН диодного датчика отрицателен). Принципиальная схема цифрового термометра приведена на рис.1.
В качестве источника стабильного напряжения, питающего цепи, определяющие точность термометра, используется разность напряжений между выводами 1 и 32 D01, которая поддерживается внутренним стабилизатором АЦП на уровне 2,8 ± 0,4В. Температурный коэффициент этой разности напряжений равен примерно 10"4-К~' [6]. Чтобы свести к минимуму влияние этого ТКН на процесс измерения, в прибор введен еще один источник тока — на транзисторе VT2. Он питает подстроенные резисторы R3 и R4, служающие для калибровки термометра.
Транзистор VT3 обеспечивает индикацию десятичной точки во втором разряде ЖКИ HG1. Источником питания прибора может быть батарея "Корунд" или аккумуляторная батарея 7Д-0.125. Работоспособность термометра и все его параметры сохраняются при снижении напряжения источника питания до 6,8 В.Конструкция датчика температуры зависит от используемого диода. Для диода КД102А она может быть заимствована из [7]. Резисторы R1 и R2 лучше взять типа С2-29В; подстроечные R3 и R4 — СП5-2, остальные — МЛТ-0,125. Конденсаторы С3 и С4 - К71-5, К72-9, К73-16; С6 -оксидный К52-16; остальные могут быть любого типа.
Перед установкой транзисторов VT1 и VT2 желательно найти их термостабильные рабочие точки. Для этого транзистор вместе с резистором между затвором и стоком нужно подключить через миллиамперметр к источнику стабилизированного напряжения 2,8В и изменить температуру транзистора, касаясь его корпуса сначала горячим, затем холодным металлическим предметом. Подбором резистора добиться наименьшего изменения тока стока в диапазоне температуры 0. 50°С. Номиналы подбираемых резисторов R1 и R2 могут значительно отличаться от указанных на схеме. Ток стока транзисторов VT1 и VT2 должен быть в пределах 200. 300 мкА.
В домашних условиях настраивать термометр удобнее всего по температуре таяния льда и кипения воды. Предварительно движок резистора R3 следует установить в положение, соответствующее напряжению на нем 0,57. 0,6В, а движок резистора R4 — 0,21 . 0,23В. Измеряя датчиком температуру воды тающего льда, установите резистором R3 нулевые показания индикатора прибора. Затем, поместив датчик в кипящую воду, резистором R4 устанавливают показания, равные температуре кипения воды при данном атмосферном давлении. Такую процедуру настройки следует повторить несколько раз.
Если термометр не предполагается использовать в условиях значительных колебаний температуры окружающего воздуха, то без особого ущерба для точности измерений можно исключить источник тока VT2R2. А если и интервал измеряемых температур будет значительно уже, чем указанный в технических характеристиках, то можно исключить и источник тока VT1R1. При замене их резисторами сопротивлением 6,2 кОм режим работы прибора (токи через датчик VD1 и резисторы R3, R4) практически не изменится. Такое упрощение термометра вполне приемлемо для измерения, например, температуры воздуха внутри жилого помещения. Можно также значительно (в 10 . 15 раз) увеличить сопротивление этих резисторов, но тогда придется пропорционально увеличить и сопротивление подстроечных резисторов R3, R4.
Экспериментируя с термометром, не следует забывать, что неточность в выборе режимов транзисторов VT1, VT2 ухудшает его стабильность работы значительно больше, чем при замене их резисторами.
К сожалению, в случае замены датчика, например, из-за выхода его из строя, неизбежна повторная настройка термометра. Объясняется это значительным разбросом параметров р-n переходов полупроводниковых диодов. Некоторые зарубежные фирмы выпускают диоды и транзисторы специально для использования в качестве датчика температуры. У них хорошая повторяемость параметров и нормированная нелинейность вольт-градусной характеристики. Однако можно заранее подобрать несколько диодов с близкими характеристиками и проверить их на работающем термометре.
Работоспособность описанного термометра в области отрицательных температур окружающего воздуха ограничена только особенностями используемого ЖКИ. Вариант его, собранный на микросхеме КР572ПВ2 и люминесцентных индикаторах, нормально функционировал при температуре -20°С.
В. Цибин
Литература:
3. Вюрцбург, Хадли. Цифровой термометр, не имеющий температурного дрейфа. — Электроника, 1978, № 1, том 51, с. 78—80.
4. Коноплев П., Мартынюк А. Термометр с линейной шкалой. — Радио, 1982, № 7, с. 37.
5. Josep J. Carr. Temperature measurement. — Radio-Electronics. November, 1981, № 11, volume 52, p. 57-59.
6. Путников В. Интегральная электроника в измерительных устройствах. — М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 257.
Всем привет собрал вольтметр по данной схеме
запустился со почти сразу. Индикаторы использовал АЛС321Б .Но была проблема не было индикации виновна была 20 нога микросхемы(просто напросто плохо пропаял её)
Архив с печаткой будет ниже
Следующим будет амперметр. Платы сделаны осталось просверлить
ICL71хх - это не та ли микруха, что в китайских старых цифровых магнитолах на частотомере светодиодном стояла?
Весьма привлекательный измеритель, но нарыл инфу, что согласно даташита микросхема IСL7107 предназначена для измерения напряжения до 200 миливольт, всё что более только через добавочное сопротивление и шунт. А что будет с точностью измерения?
Babay, точность зависит от качества подстроечного резистора и туда надо ставить много оборотный переменник
Сейчас все на много проще делается- один проц два семигесментника и вольтамперметр в одном флаконе , на одной маленькой плате ICL7107CPL старая микросхема, использовалась в первых китайских дешевых мультиметрах, в качестве A/V метра в сварках, найти ее сейчас почти не реально и цена ее будет не маленькая , а о КР572ПВ2 можно вовсе забыть.
АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ КР572ПВ2, КР572ПВ5 описание
Микросхемы КР572ПВ2, КР572ПВ5 представляют собой интегрирующие аналого-цифровые преобразователи на 3,5 десятичных разряда с выводом информации на семисегментные индикаторы, . Аналоги: ICL71G6, ICL7107 фирм INTERSIL и MAXIM (США).
Микросхемы предназначены для применения в измерительных приборах напряжения, тока, сопротивления, температуры, массы и других с выводом информации на семисегментный жидкокристаллический (КР572ПВ5) или светодиодный (КР572ПВ2) индикаторы.
Конструктивное исполнение - 40-выводной корпус 2123.40-1 или подтипа 45 по ГОСТ 17467-88.
Электрические параметры приведены в таблице, а схемы включениядалее на странице.
Рис. 1
Схема включения К Р572ПВ5А,Б (для корпуса 2123.40-1) показана на рис.1, а КР572ПВ2А,Б - на рис.2.
Рис. 2
Схема включения КР572ПВ5А,Б (для корпуса подтипа 45) показана на рис.3, а КР572ПВ2А,Б - н а рис.4.
Рис. 3
Рис. 4
Измерительные приборы для домашней лаборатории неизменно привлекают внимание радиолюбителей. Особенно это касается малогабаритных конструкций с цифровой индикацией. Среди них пальма первенства, несомненно, принадлежит мультиметрам — цифровым авометрам с автономным питанием. С применением микросхем большой степени интеграции (БИС) в качестве аналого-цифровых преобразователей размеры мультиметров по сравнению с их собратьями, выполненными на обычных МС, стали значительно меньше. Одновременно повысилась и точность измерений.
Предлагаем читателям описание мультиметра, собранного на основе БИС КР572ПВ2. Результаты измерений отображаются четырехразрядным жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ), максимальное высвечиваемое число 1999. Цифровой авометр, по своим параметрам превосходящий широко распространенный стрелочный тестер Ц4317, свободно умещается в кармане.
Принципиальная схема мультиметра:
DA1, DA2 К544УД1А, DD1, DD2 К564КП1, DD3 К564ЛА7, DD4 К564ТР2, DD6 КР572ПВ2Б; VT1, VT7 КТ361Б, VT2 — VT4 КТ3107Б, VT5, VT6, VT8 КТ315Б; VD1, VD6, VD7, VD10, VD11, VD14 — VD36 КД10ЗА, VD4, VD5 КД503Б, VD8, VD9, VD12, VD13 Д9Д.
Напряжение отрицательной полярности —4,7 В получается в преобразователе, который содержит генератор, выходной, транзисторный каскад и емкостный умножитель напряжения. Выходное напряжение генератора, собранного на микросхеме DD3, представляет собой последовательность импульсов с частотой около I кГц. Эти импульсы поступают на базы транзисторов VT7 и VT8 выходного каскада и поочередно открывают и закрывают их. Когда открыт транзистор VT7, конденсатор СЮ заряжается через него и диод VD8, а когда VT8 — конденсатор С10 разряжается через него и диод VD9, заряжая конденсатор С9, где устанавливается отрицательное напряжение —4,7 В.
Поскольку на выходной каскад преобразователя подается стабилизированное напряжение и нагрузка по цепи —4,7 В неизменная, то отрицательное напряжение является стабильным.
Амплитуда пульсаций отрицательного напряжения под нагрузкой не превышает 10 мВ. Ток, потребляемый узлом питания без нагрузки, составляет 1,5—2 мА.
В мультиметре применены в основном резисторы МЛТ с допуском ±5%, и лишь резистор R4 марки С1-8 имеет допуск ±1%- Номиналы резисторов, влияющих на точность измерения (R3, R4, R8, R9, R25, R27, R29, R33), необходимо подобрать по цифровому омметру с точностью не хуже ±0,1%. Такая операция значительно сократит время настройки мультиметра. Под-строечные резисторы — СПЗ-18.
Печатная плата цифрового тестера со схемой расположения элементов.
В приборе применены оксидные конденсаторы К.53-1 и К53-19, постоянные конденсаторы С4 — С8, СП — С20 марки КМ.
Кнопками выбора пределов служат микропереключатели типа МП-9 или МП-12; тумблер включения питания— МТ-1; переключатели: SA1 — ПГ2-ЗП-ЗН, SA3 выполнен из двух тумблеров МП-12.
Элементы мультиметра размещены на печатной плате, изготовленной из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм (см. рис.). Постоянные резисторы и МС DD7 установлены на плате вертикально. Элементы R3, R4, R8, R9 и FU2 монтируются на переключателе SA1.
Читайте также: