За допомогою цього пристрою можна вимірювати температуру в овоче - та зерносховищах, в кімнаті і на вулиці, а при розміщенні датчиків у вулику - отримувати додаткову інформацію про стан бджолиної сім'ї в період зимівлі, для чого, власне, і розроблявся термометр.
Межі виміру термометра - +50...-50°С. Точність вимірювання - 0,3°С (залежить від класу застосованого мікроамперметра). В якості датчика використовується діод Д223, який екранованим проводом з'єднаний (через магнітофонний роз'єм, встановлений на задній стінці вулика) з електронним термометром.
Розглянемо спрощену схему пристрою (рис.1).
Датчиком температури (т. е. термочутливим елементом) служить кремнієвий діод. При кімнатній температурі через відкритий діод проходить струм 1... 2 мА, падіння напруги зазвичай становить 600 мВ. При збільшенні температури повітря напруга на діоді лінійно зменшується на 2,2 мг на кожен градус Цельсія. Така залежність чітко зберігається в діапазоні від 0 до 100°С. В якості індикатора температури використовується чутливий мікроамперметр з нулем посередині шкали, підключений до діоди-датчикам через мостову схему.
Міст вважається врівноваженою, коли напруга в точках А і Б однаково. При нагріванні діодів Д1 і Д2, які є датчиками температури, падіння напруги на них зменшується. При цьому баланс моста порушується і цифрове значення розбалансу показує стрілка приладу РА1.
Налагодження та калібрування
Попередньо відключивши прилад РА1, включають харчування і перевіряють щодо "-" напруги в точках А і Б. Вони повинні бути рівні між собою і перебувати в межах 1... 1,2 В. Якщо напруга в точці Б одно напрузі живлення (4,5), значить діоди включені неправильно, їх полярність треба змінити на зворотний.
Якщо різниця напруг в точках А і Б невелика, її вирівнюють підлаштування резистором R4. Домігшись задовільного результату, встановлюють мінімальний опір резистора R3, включають у схему стрілочний прилад і подають харчування. Потім резистором R4 встановлюють стрілку приладу на позначку 20°С (або іншу кімнатну температуру), контролюючи температуру повітря ртутним термометром. Далі затискають пальцями вимірювальні діоди і дивляться на стрілку. Вона повинна плавно відхилятися вправо і зупинитися приблизно на поділі 30°С. Якщо стрілка рухається вліво, треба змінити полярність живлення приладу на зворотний.
Калібрується термометр в двох точках - на початку і в кінці шкали. Для калібрування початкової точки використовується посудину з тане льодом, узятим з морозильної камери холодильника. Температура танучого льоду - 0°С. Підстроювання ведуть резистором R5. Потім датчик температури (діоди) опускають у воду, температура якої становить 50°С. В цьому випадку підстроювання виробляють резистором R3. Для надійності калібрування обох точок шкали роблять 3 рази, контролюючи температуру точок 0°С і 50°З ртутним термометром.
Схема більш точного і зручного термометра наведена на рис.2.
Він живиться від одного гальванічного елемента на 1,5 В, що важливо, і призначений для вимірювання температури в різних точках вулика, що забезпечує отримання інформації про стан бджолиної сім'ї.
В якості датчиків використовується діод Д-223 або - при необхідності - група діодів. Вони можуть бути об'єднані на плоскій стеклотекстолитовой шині або згруповані на дроті, є загальним проводом, а також на окремих парах проводів для отримання інформації в точках, рознесених на необхідну відстань. При цьому треба враховувати, що опір плеча АТ (резистор R2 +опір діода або діодів Д-223) має бути одно опору плеча ПРО (резистор R10 + опір подстроечника R11).
Якщо в якості датчика Д застосовується один діод, опір резистора R10 становить приблизно 3.9 кОм, якщо три діода Д223 - приблизно 5,9 кОм. Це обумовлено тим, що опір діода Д223 становить 720...725 Ом при струмі через діод дорівнює Іпр-0,4 мА і 16 Ом при струмі 50 мА.
Термометр являє собою урівноважений міст, діагональ якого включено парафазный підсилювач з симетричним виходом на індикатор. В плече АТ мосту включено опір кремнієвого переходу, що є датчиком температури.
Міст складається з резисторів R1, R2, R9, R10, подстроечника R11 і опору кремнієвого переходу діода Д1. Парафазный підсилювач зібраний на транзисторах VT1 і VT2 типу КТЗ15, КТ342. Бажано щоб триоды були підібрані за коефіцієнтом посилення. Навантаженням колекторних ланцюгів є опору R3 і R7. Резистор R6 є загальним эмиттерным резистором зв'язку, a R4, R8 і R5 - елементами регулювання чутливості каскадів.
Шунтувальний підстроєчник R5 визначає чутливість приладу. Бази транзисторів блоковані конденсаторами С1 і С2, включеними в діагональ моста. Мікроамперметр з межами вимірювання 50-0-50 мкА включений між колекторами тріодів. Живлення здійснюється від елемента 1,5 В через гасить змінний резистор R14.
Налаштування
1. Встановити харчування В 1,3 з допомогою R14.
2. Замкнути бази (відхилення стрілки від "0" допускається на +1 розподіл). Якщо стрілка відхиляється більше ніж на одну поділку, слід підібрати резистори R3 і R7.
3. Розімкнути бази VT1 і VT2. Опустити датчик у воду зі снігом або льодом і встановити "0" подстроечником R11 - Температура води контролюється ртутним термометром.
4. Опустити датчик у воду з температурою 50°с. Якщо показання мікроамперметра не відповідають позначці 50, стрілку слід встановити на цю позначку за допомогою резистора R5.
5. Опустити датчик в середу з нульовою температурою і перевірити, встановлюється стрілка на нуль. Якщо ні - підлаштувати R11.
6. Ще раз перевірити покази РА1, опустивши датчик у воду з температурою 50°С.
Для контролю живлення 1,3 слід підключити мікроамперметр до ланцюга контролю, натиснувши SI - кнопку П2К, потім підлаштування резистором R14 встановити потрібний напруга. Вольтметр калібрується за допомогою R13 в межах 0...5 В при відключення термометра від харчування і порівнянням його показів з зразковим вольтметром при цій шкалою (0.. .5) опір R12=100к, т. к. R=U/I=5/0,05=100 к.
Діоди мають великий розкид по опору, тому їх потрібно підбирати. Спочатку відбирають один, опір якого виявляється найбільшим при кімнатній температурі. Підбирають його за допомогою цифрового вольтметра-мультиметра типу В7-20 або аналогічного, так як тестером знайти діод з найбільшим опором важко, а вольтметр вимірює падіння напруги на діоді при заданому струмі. Цей датчик буде контрольним. Щодо нього підбирають додаткові опору (доважки) до інших діодах (рис.3).
До висновків діодів подпаивают дроти, щоб діоди можна було опустити в воду, температура якої постійно контролюється ртутним термометром. За допомогою перемикач S4 зразково-контрольний діод (за яким налаштовувався электротермометр) і випробуваний по черзі підключаються до электротермометру. Підлаштування резистором R1 домагаються однакових показань мікроамперметра РА1. Потім, вимірявши тестером або мультиметром опір подстроечника R1 при відключених діодах, визначають значення опору доважку - постійного опору, який подпаивается послідовно з випробуваним діодом. Таким же чином підбираються доважки до інших діоди-датчикам. Підібрані діоди (з доважками) встановлюються в потрібних точках у вуликах і підключаються через роз'єм до термометру. Екран дроту підключається до мінусової шини, центральна жила - до R2 термометра.
Термометр можна застосовувати і в інших галузях сільського господарства.
Автор: А. Кухаренко, р. Гродно, Білорусь