Установив внутри помещения и вне его несколько датчиков температуры серии AD22100 и собрав очень простое устройство из обычного стрелочного микроамперметра и еще нескольких деталей, можно в любой момент узнать температуру в интересующих точках.
Датчики температуры серии AD22100 выпускают в корпусах двух модификаций (рис. 1).
Кроме конструкции корпуса, датчики с разными буквенными индексами отличаются рабочими интервалами температуры: КТ (KR) - 0...+100 °С, AT (AR) - -40...+85 °С и ST (SR) - -50...+150 °С. При напряжении питания 5 В потребляемый ток не превышает 0,5 мА.
Выходное напряжение Uвых (между выводами 2 и 3 или 2 и 4) линейно зависит от температуры корпуса датчика. Его значение при температуре Т, заданной в градусах Цельсия, можно найти по формуле
которая справедлива при напряжении питания Un от 4 до 6 В. Отклонение от этого закона не превышает 1 °С (у датчиков с индексами ST и SR - 2 °С).
Таким образом, при Un=5 В и Т=0 °С напряжение на выходе датчика - 1,375 В, изменяясь на 0,0225 В с каждым градусом температуры. Характеристики датчиков строго нормированы, поэтому при необходимости их можно подключать поочередно к одному и тому же измерителю температуры без дополнительной калибровки. На рис. 2 показана схема многоточечного термометра, в котором реализована эта идея.
Число размещенных в необходимых местах датчиков ВК1-ВКn ограничено лишь суммарным током, потребляемым от батареи GB1. Любой из них подключают к измерительному узлу нажатием соответствующей кнопки SB1-SBn. Одновременно вторая группа контактов кнопки замыкает цепь питания прибора. Высокая крутизна температурной характеристики датчиков позволила обойтись без усилителя, применив в качестве индикатора температуры микроамперметр РА1, включенный в диагональ измерительного моста, образованного датчиком и резистивным делителем напряжения R1R5R6.
Чтобы нулевой температуре соответствовало нулевое показание микроамперметра, суммарное падение напряжения на резисторах R5 и R6 должно быть равно 1,375 В, чего добиваются с помощью подстроечного резистора R6. Сумма сопротивлений резисторов R2, R4 и рамки микроамперметра выбрана таким образом, что каждому градусу температуры соответствует отклонение стрелки микроамперметра РА1 на 1 мкА. Это позволяет, взяв микроамперметр нужной чувствительности, использовать имеющуюся на его шкале градуировку для отсчета температуры.
Интегральный стабилизатор DA1 понижает напряжение батареи GB1 до необходимых для питания датчиков 5 В. Светодиод HL1 служит индикатором не только включения прибора, но и состояния батареи GB1. Пока ее напряжение в норме (6,8...9 В), при нажатии любой из кнопок SB1-SBn к светодиоду HL1 будет приложено напряжение более 1 8 В и он будет светиться. Полное отсутствие свечения светодиода свидетельствует о необходимости заменить батарею.
Чтобы не влиять на работу стабилизатора DA1, ток в цепи контроля выбран небольшим, а в качестве HL1 применен светодиод красного свечения повышенной яркости. Если установить светодиод другого цвета, изменится порог срабатывания индикатора.
Монтаж термометра - навесной. Большинство деталей, в том числе один из датчиков (например, ВК1), можно разместить на плате из стеклотекстолита и укрепить ее на выводах микроамперметра РА1. Последний помещают в корпус из изоляционного материала. На передней панели прибора, кроме микроамперметра, устанавливают кнопки и светодиод HL1.
Если датчики вынесены на расстояние более 1...2 м от измерительного блока, соединительные провода должны быть экранированы. Датчики, установленные на открытом воздухе или в помещении с повышенной влажностью, а также места пайки проводов к их выводам обязательно защищают влагостойким, например, эпоксидным компаундом. При измерении температуры воды или другой жидкости на защиту датчиков от ее воздействия следует обратить особое внимание.
Автором использован малогабаритный микроамперметр М4248 50-0-50 мкА. Для повышения точности отсчета температуры желательно применить прибор со шкалой большего размера, но с теми же значениями тока полного отклонения стрелки в одну и другую сторону. Дело в том, что датчики серии AD22100 не могут принимать "втекающий" в вывод 2 ток более 80 мкА, а именно в этом режиме они в данном термометре работают при отрицательной температуре.
Сбалансировав измерительный мост не при нулевой, а при минимальной отрицательной температуре, можно воспользоваться микроамперметром с нулем в начале шкалы и значительно большим током полного отклонения ("вытекающий" из датчика ток может достигать нескольких миллиампер). Для этого достаточно с помощью подстроечного резистора R6 установить напряжение в точке соединения резисторов R1, R2 и R5 равным выходному напряжению датчика при нужной температуре. Естественно, оцифровку шкалы микроамперметра в этом случае придется изменить.
Калибруют термометр, помещая один из датчиков поочередно в холодную и горячую среду, например, воду с контролируемой точным лабораторным термометром температурой. При температуре среды, близкой к нулевой (или другой, при которой мост должен быть сбалансирован), стрелку микроамперметра РА1 устанавливают на соответствующее показанию образцового термометра деление шкалы с помощью подстроечного резистора R6.
Затем переносят датчик в среду с температурой, как можно больше отличающейся от первой, дожидаются стабилизации показаний (стрелка микроамперметра РА1 должна перестать "ползти") и вновь устанавливают стрелку на нужное деление. На этот раз - подстроечным резистором R4. Если пределов регулировки R4 недостаточно, следует изменить номинал резистора R2. Процедуру калибровки необходимо повторить несколько раз.
Автор: И.Нечаев, г.Курск