Оптоэлектронные датчики - Козлов В.Л.
Скачать (прямая ссылка):
При а= 35,45-10-6 °С-1 и/0=28,208 МГц имеем S=1000 Гц/°С.
5.3. Примеры электрических схем датчиков температуры
Чувствительный датчик температуры. Схема чувствительного датчика температуры на основе таймера КР1006ВИ1 [7] представлена на рис 17. Обычно при включении таймера КР1006ВИ1 по схеме самовозбуж-дающегося мультивибратора нужны два постоянных резистора. В схеме преобразователя вместо одного из них последовательно включены терморезистор и постоянный резистор, а вместо другого - транзистор VT1, который насыщается в период заряда времязадающего конденсатора С1 и выключается в период его разряда. Сопротивление перехода коллектор—эмиттер транзистора VT1, когда он открыт, близко к нулю, а когда он закрыт - более 1 МОм.
Рис. 17. Чувствительный термометр
VT1 КТ361(А—Г), КТ501(А—Г). КТ502(А—Е)
VT2 КТ312(А—В), КТ315(А—Е), КТ503(А—В), КТ504(А—В)
Регулировку чувствительности производят переменным резистором R2. Информация об измеряемой температуре заключается в частоте следования импульсов на выходе микросхемы DA1, которая может измеряться цифровым частотомером. Визуальная индикация температуры осуществляется светодиодом HL1. Настройка устройства заключается в установке резистором R2 порога включения прибора тогда, когда термодатчик R1 регистрирует комнатную температуру (+20°С). При увеличении температуры, воздействующей на терморезистор, частота импульсов увеличивается. При уменьшении температуры — уменьшается. Схему можно использовать в качестве точного узла считывания показаний тем-
41
с/ 1 о с/
пературы с малой погрешностью в сочетании с цифровой схемой отображения информации.
Терморегулятор на оптронах. Пороговый выключатель коммутатор нагрузки в зависимости от температуры контролируемой области показан на рис.18 [7]. Чувствительным элементом служит терморезистор R1. Порог срабатывания устанавливается переменным резистором R2.
При температуре ниже заданной, сопротивление терморезистора большое, и транзистор VT1 заперт, а оптронный ключ U1.2 находится в активном включенном состоянии. Он своими контактами коммутирует нагрузку или индикаторную цепь. При повышении температуры и превышении порога включения транзистор отпирается, отключается оп-тронный ключ U1.2 и включается U1.1, своими контактами коммутирующий другую цепь нагрузки. Свойства КР293КП4 таковы, что коммутирующие контакты оптронов могут управлять маломощной нагрузкой при токе до 0,5 А. Диоды в цепи эмиттера транзистора необходимы для защиты его перехода в открытом состоянии.
Датчик возгорания. Электрическая схема датчика возгорания представлена на рис 19. В качестве чувствительного элемента датчика температуры используется терморезистор R7 (ММТ-4), который вместе с переменным резистором R6 и резистором R2 образуют делитель напряжения, которое подается на базу транзистора VT1, используемого как компаратор. Пороговое напряжение переключения компаратора равно сумме напряжения смещения светодиода VD1 и напряжения перехода база -эмиттер транзистора VT1 и относительно положительного полюса источника питания равняется приблизительно 2 В. Регулировка переменным резистором R6 позволяет повысить чувствительность компаратора. Пока разница потенциалов на выводах терморезистора не превысит пороговую, транзистор VT1 будет закрыт, следовательно, светодиод VD1 не горит, напряжение на выводах резистора R1 близко к нулю, транзи-
U1.1 нагр. 1
Рис. 18. Электрическая схема терморегулятора на оптронах
нагр. 2
42
сторы VT2, VT3 закрыты, реле обесточено, сигнал тревоги отсутствует. При повышении температуры терморезистора (более 50°С) сопротивление R7 лавинообразно уменьшается. Напряжение на базе транзистора VT1 относительно «минуса» питания падает, и он открывается. Ток через открытый переход коллектор - эмиттер транзистора VT1 и светодиод VD1 обуславливает падение напряжения на резисторе R1.
Рис. 19. Датчик возгорания
Через ограничивающий резистор R4 и детектор на диоде VD2 конденсатор С1 быстро заряжается. Напряжение с диода VD2 подается на оконечные транзисторы, которые открываются и включают с помощью реле сигнал тревоги. Диод VD3 препятствует обратному току через реле и предотвращает дребезг контактов [7].
Датчик температуры - приставка к вольтметру. Электрическая схема датчика температуры, используемого как приставка к вольтметру представлена на рис 20 [7].
Рис. 20. Электричская схема приставки
В качестве чувствительного элемента датчика температуры используется терморезистор R3, включенный в плечо балансного моста. На микросхеме DA1 реализован усилитель постоянного тока. Коэффициент усиления, а, следовательно, крутизна преобразования датчика, регулируется изменением сопротивления R7. Выход приставки подключается к щупам цифрового вольтметра с пределом измерения постоянного напря-
43
жения 25 В. Настройка системы производится с эталонным датчиком температуры. При комнатной температуре изменением сопротивления R7 нужно добиться таких показаний на ЖКИ вольтметра, какую температуру показывает эталонный термометр. При удалении терморезистора от приставки более чем на 50 см соединительные провода нужно экранировать. При считывании показаний прибора следует учитывать инерционность изменения сопротивления терморезистора (при изменении температуры среды), которая может достигать 5...6 минут.
