Електричний термометр

Кожному доводилось під час хвороби вимірювати собі температуру ртутним термометром. Ця процедура займає зазвичай 5...7 хвилин. Якщо дорослі тримають градусник спокійно, то за дітьми потрібно спостерігати, щоб вони його випадково не зламали.

Пропонований пристрій дозволяє за 3 секунди виміряти температуру тіла або предмета (наприклад, мікросхеми) в діапазоні від 20 до 45°С з точністю не гірше 0,1°С. Цей діапазон при бажанні легко можна розширити або змістити при виготовленні.

У порівнянні з ртутним термометром електричний більш зручний і безпечний, особливо коли потрібно вимірювати температуру у маленьких дітей або у тварин.

Рис. 1.12. Електрична схема термометра

В основу побудови схеми (рис. 1.12) покладено містковий перетворювач. Зміна величини опору термодатчика R8 призводить до розбалансу моста і появи на стрілочному індикаторі РА1 струму, пропорційного температурі.

Особливістю цього приладу є використання в якості датчика температури терморезистора типу СТЗ-19 10 кОм, який має дуже малу масу, за рахунок чого і вдається отримати високу швидкість вимірювання. Цей датчик зручно закріпити на кінці пластикової трубки від кулькової ручки і переплетеними між собою проводами довжиною 1...0.6 м через роз'єм Х1 підключити до вимірювального блоку. На роз'єм від датчика між контактами 1 і 2 встановлена перемичка, яка не дозволить включити схему пристрою, якщо не підключений термодатчик, що захищає вимірювальний прилад РА1 від пошкодження. Живлення схеми здійснюється від двох будь-яких акумуляторів або батарейок з загальним напруженням 2...3 В і споживає від джерела струм не більше 5 мА.

Транзистори VT1 і VT2 використовуються як низьковольтні стабілітрони і можуть бути замінені на КТ3102А, Б, В, Г.

Перемінні резистори, для зручності налаштування, краще застосувати багатоворотні, типу СП5-2 або аналогічні.

Габарити пристрою визначаються розмірами стрілочного індикатора РА1, і при використанні мікроамперметра М4205 на ток 0...50 мкА вони не перевищують 85х65х60 мм (див. рис. 1.13).

Топологія друкованої плати і розміщення на ній елементів показані на рис. 1.14.

Налаштування приладу починають з вимірювання опору резистора R8 (бажано з високою точністю) при фіксованій температурі 20°С. Для цих цілей зручно скористатись промисловою термокамерою з автоматичним підтриманням заданої температури, куди і поміщають термодатчик. Можливі й інші способи отримання температури 20°С, але потрібно враховувати, що від точності вимірювання опору термодатчика при цій температурі залежить точність вимірювання приладу.

Рис. 1.13. Зовнішній вигляд конструкції

Рис. 1.14

Після вимірювання R8 з двох резисторів R6+R7 підбираємо такий же номінал опору і припаюємо їх у схему.

Після цього, встановивши рухомі контакти резисторів R2 і R3 в середнє положення, вмикаємо схему тумблером S1 і виконуємо послідовно наступні операції:
а) встановити перемикач 82 в положення КАЛІБРОВКА і резистором R2 вивести стрілку вимірювального приладу в нульове положення на шкалі;
б) помістити датчик температури в місце з відомою, сталою температурою (в межах бажаного вимірювального діапазону);
в) встановити перемикач S2 в положення ВИМІРЮВАННЯ і резистором R3 встановити стрілку приладу на значення шкали, яке буде відповідати виміряній величині;

Операції а), б) і в) необхідно повторити послідовно кілька разів, після чого налаштування можна вважати закінченою.

На завершення хотілося б відзначити, що в налаштованому приладі діапазон вимірювання можна змістити резистором R2 при переключенні в режим КАЛІБРОВКА і встановлюючи стрілку (її положення буде відповідати значенню 20°С) на будь-яке значення шкали. Після цього при переключенні приладу в режим ВИМІРЮВАННЯ шкала буде відповідним чином зміщена відносно положення стрілки в режимі КАЛІБРОВКА.

Прилад має великий запас по чутливості, яка збільшується зменшенням опору R3 (при первинному налаштуванні). Можна зробити так, щоб прилад ловив температуру дихання або ж зміну температури при циркуляції повітря.

Список радіоелементів