Превращение цифрового индикатора в цифровой термометр

Кроме популярных среди любителей микроконтроллеров микросхем – цифровых термометров серии DSXXX , выдающих значение температуры в цифровом коде, существует большое количество датчиков, параметры которых меняются от температуры.

В диапазоне температур -40 +120 градусов Цельсия наибольший интерес представляют полупроводниковые, поскольку способны выдавать сигнал, не требующий дополнительного усиления.

Наиболее распространённый тип: серии LM135 - LM335 и их отечественный аналог - К1019ЕМ1.
По своей сути - это микросхема, усиливающая эффект Эрли в кремниевом P-N переходе, а потому и допустимый диапазон температур в идеале доходит от -55 до +150 градусов Цельсия. Выходной сигнал - напряжение, зависящее от температуры, поэтому питание датчика должно осуществляться от источника тока. Таковым может быть резистор несколько кОм, но лучше использовать простую схему на двух транзисторах, не требующую подбора элементов. Схема генератора тока на полевом транзисторе выглядит проще, но требует подбора и транзистора, и резистора.

Основные характеристики датчика - приращение выходного сигнала +10мВ\град, ток питания 0,5-5 мА (рекомендованный ток- 1 мА, при котором снимались характеристики), выходное напряжение соответствует температурной шкале Кельвина, т. е. абсолютной температуре, где наш привычный 0 град. Цельсия = 273,16 град. Кельвина, и отсутствует понятие отрицательной температуры. Мы же не будем изменять привычкам и введём отрицательное смещение в цепь питания используемого датчика, в результате получим знакомую шкалу температур. Вывод «подстройка» не использован- он предназначен для смещения показаний в шкале кельвина, а мы используем свой регулируемый источник напряжения. Линейность шкалы определяется типом использованного датчика, для К1019ЕМ1 она доходит до 2 градусов на концах шкалы. Простейший способ тарировки термометра в любительских условиях- измерить им температуру собственного тела- все помнят, какая она должна быть? Если термометр используется в жидкой среде, то первостепенное значение придаётся оформлению датчика. Металлический корпус лучше припаять к тонкостенной трубке от разобранной телескопической антенны легкоплавким припоем и обязательно заполнить внутренность герметиком / трансформаторным маслом/ силиконовой жидкостью для предотвращения образования конденсата внутри щупа. Длина соединительных проводов может доходить до 5 метров. При особо точных измерениях следует обеспечить хороший контакт между датчиком и объектом измерения (заполнением теплопроводящей пастой) и учесть, что через металлический корпус щупа происходит отвод тепла от объекта.

Итак, мы получили цифровой термометр с разрешением 0,1 градуса и пределами измерения -55 +150 град. Цельсия при использовании цифрового индикатора с пределом измерения 1,999 В.

Автор Сэр Мурр

Источник: www.radiokot.ru