Використовуючи спеціалізовану мікросхему К1019ЕМ1, цифровий мультиметр можна перетворити в вимірювач температури з підвищеною точністю.
Цифрові мультиметри DT830B з розрядністю дисплея 3,5 легко доповнити мікросхемою-термодатчиком К1019ЕМ1. Однак вихідний сигнал цієї мікросхеми в робочому діапазоні температур знаходиться в інтервалі 2331...3931 мВ і вимірювати його можна тільки на межі вольтметра 20 В, причому висвічуване на дисплеї значення температури в °К.
Пристрій, описуване в опублікованій статті, призначене для зменшення вихідної напруги мікросхеми К1019ЕМ1 на 2731,5 мВ. Перетворене таким чином вихідна напруга буде відповідати температурі в звичних нам °C.
Інтегральні мікросхеми К1019ЕИ1 і К1019ЕМ1А [1, 2] являють собою чутливі термодатчики з лінійною залежністю вихідної напруги від абсолютної температури: Uвих=ат.Тк, де ат=10 мВ/К - температурний коефіцієнт напруги, Тк - абсолютна температура в градусах К.
Точнісні параметри цих мікросхем досить високі - похибка вихідного напруги мікросхеми, откалиброванной при температурі +25°С, в межах робочого діапазону температур 45...+125°С не перевищує 10 мВ, тобто становить менше 1°С, а в діапазоні 0...+40°С - 0,1°С.
В описуваному пристрої в якості опорного джерела напруги використовується внутрішній джерело АЦП самого мультиметра. При відключеному роз'єм датчика температури споживаний пристроєм струм не перевищує 100 мкА, а при підключенні датчика він зростає на величину робочого струму мікросхеми К1019ЕМ1, становить приблизно 1 мА.
Принципова схема працює з мультиметром (вольтметром) пристрої для вимірювання температури показана на рис. 1. Воно складається з додаткової плати А1.1 і термоперетворювача А2. На додатковій платі змонтований вузол зміщення постійної напруги, зібраний на операційному підсилювачі DA1 і транзисторі VT1. Величина зміщення напруги на колекторі транзистора VT1 стосовно висновку 32 АЦП становить 2731,5 мВ. Підлаштування резистор R1 служить для точного встановлення цього значення. Конденсатор С1 коригує частотну характеристику ділянки вузла зміщення напруги, охопленого негативним зворотним зв'язком через резистор R5, що виключає самозбудження. Транзистор VT2 і резистори R11-R13 утворюють генератор стабільного струму величиною близько 1 мА. Термоперетворювач складається з мікросхеми-термодатч К1019ЕМ1, резисторів R8-R10 і вилки рознімання Х1. Резистор R9 коригує вихідна напруга мікросхеми.
Додаткова плата пристрої вимірювання температури мультиметром DT830B виконана з пластини одностороннього склотекстоліти розмірами 32x32 мм. Розташування елементів на цій платі показано на рис. 2.
Після установки на платі всіх монтажних елементів і подпайки зовнішніх провідників до контактним майданчикам бокорезами вкорочують їх кінці, що виступають з боку друкованих провідників до 1,5...2 мм, інакше плата по висоті не розміститься в корпусі мультиметра. Після цього за допомогою брусків, виготовлених з сірників, додаткову плату приклеюють клеєм "Момент" на вільну ділянку друкованої плати мультиметра. Термоперетворювач також змонтований на друкованій платі з склотекстоліти. Розміщення на ній елементів термоперетворювача показано на рис. 3.
Відкриті контактні майданчики і резистори термоперетворювача слід покрити лаком або клеєм БФ-2. Вузол термоперетворювача можна з'єднати з блоком мультиметра будь двопровідними кабелем потрібної довжини. Автор, наприклад, використовував телефонний кабель довжиною близько 8 м. Функції рознімного з'єднувача виконують трехполюсная комутаційна вилка від стереофонічних телефонів номінальним діаметром 3,5 мм і трехполюсная комутаційна розетка 1308 МЕК-рр.
На рис. 4 представлений ескіз триполюсною вилки і розетки. Остання встановлюється в высверленное спеціально для неї отвір з бічної сторони корпусу мультиметра. Пластмасова основа розетки повинна щільно прилягати до площині корпусу мультиметра. Для міцності місця з'єднання промазують клеєм, який використовують при виготовленні пластмасових моделей. До комутаційної вилці подпаян провідник, що з'єднує 1 та 3 її висновки. Цей провідник підключає вимірювальний вхідний контакт мультиметра до датчика тільки під час вимірювання температури.
У вимірювачі температури застосовані підстроювальні резистори СПЗ-19а (R1, R9), постійні С2-29В (R2, R3, R5, R8, R9) і ОМЛТ (решта). Конденсатор С1 керамічний будь-якого типу.
Настроювання пристрою виробляється в наступному порядку. Спочатку до роз'єму Х1 підключають датчик температури і резистором R1 встановлюють напругу між колекторами транзисторів VT1 і VT2 рівним 2731,5 мВ. Після цього термочутливий перетворювач разом з медичним термометром поміщають під мишку і через 5 хв порівнюють показання термометра з показаннями на цифровому табло мультиметра, включеного в режим вольтметра на межу 2000 мВ. Якщо ці свідчення не збігаються, потрібно підлаштувати мультиметр з допомогою резистора R9. Потім слід знову виміряти температуру і в разі потреби знову проводять корекцію. При досягненні однакових показань медичного термометра і мультиметра налаштування завершують.
На закінчення потрібно відзначити, що описане пристрій можна використовувати спільно з будь-яким цифровим вольтметром на базі АЦП К572ПВ2, К572ПВ5, К572ПВ6. Можлива область його застосування - це дистанційне вимірювання температури всередині і поза житлових і підсобних приміщень, овоче - і зерносховищах, на інших об'єктах, що вимагають температурного контролю.
Література
Автор: Ст. Поротніков, р. Єкатеринбург