|
Для
повышения стабильности и воспроизводимости (кварцевые
генераторы, создание цифровых частотомеров, приёмная
аппаратура СВЧ диапазона…) выходного параметра в диапазоне
температур окружающей среды необходимо использовать
термостатирование. Так, описываемый термостат прост в
реализации, наладке и технологии изготовления.
Принципиальная схема термостата приведена на рисунке N 1.
Его основные узлы – датчик температуры нагрева, усилитель
постоянного тока (УПТ), нагревательный элемент и
стабилизатор напряжения питания.
Датчик температуры нагрева термостата представляет собой
мост, два плеча которого образованы прецизионными
стабилитронами VD 1, VD2, а два других плеча – резистором R3
и транзистором VT1 с целью установки рабочей точки.
УПТ выполнен на микросхеме DA1. Напряжение на ее вход подают
с диагонали моста датчика температуры.
В качестве нагревательного элемента используется мощный
составной транзистор КТ825Д. На рисунке 2 приведен эскиз
шасси термостата. Транзистор – нагреватель VT4 располагают
на одном из торцов на уровне горизонтального участка шасси.
Само шасси помещено в короб, склеенный из пластин пенопласта
толщиной 8-10мм, и привинчино четырьмя винтами М2,5 к дну
корпуса с помощью уголков, показанных на эскизе.
Прежде чем приступить к налаживанию (до подачи напряжения
питания), чтобы избежать перенагрева термостата, необходимо
разомкнуть цепь управления транзистора – нагревателя. Для
этого отключают один из выводов диода VD4. Затем нужно
установить ток стабилизации диодов VD1. VD2. Для этого
подбирают резистор R4 (возможно, придется и исключить его).
Далее регулируют напряжение питания в пределах
предполагаемого его изменения в процессе эксплуатации
термостата. При этом ток стабилизации должен оставаться
практически постоянным. Если он изменяется, необходимо
подобрать экземпляр или тип транзистора VT2.
Затем приступают к настройке термодатчика и УПТ. К входам
УПТ подключают вольтметр и, вращая движок подстроечного
резистора R1, получают нулевое напряжение (относительно
плюсового вывода источника питания) на выходе УПТ. Изменяя в
небольших пределах сопротивление резистора R1, убеждаются,
что напряжение на выходе УПТ плавно изменяется от
минимального до максимального эначения; устанавливают
неготорое среднее значение и проверяют реакцию устройства на
нагрев. Для этого, например, с помощью паяльника, повышают
температуру шасси термостата и убеждаются, что выходное
напряжение УПТ падает. Затем на выходе УПТ устанавливают
минимальное напряжение, включают в цепь питания термостата
амперметр и восстанавливают цепь управления транзистора –
нагревателя. Плавно увеличивая напряжение на выходе УПТ,
потребляемый термостатом ток доводят до значения 200-250 мА.
По мере прогрева термостата потребляемый ток будет
уменьшаться, но его следует восстанавливать, вращая ось
резистора R1. Этот процесс проводят до тех пор, пока шасси
не нагреется до требуемой температуры. Ее контролируют
термометром и устанавливают ее несколько выше ожидаемой
максимальной температуры окружающей среды! На рисунке 3
изображены три типичных графика изменения потребляемого
термостатом тока от времени после включения охлажденного
термостата. Оптимальным является график 2. Его добиваются
подбором резистора R5. Кривая 1 получается, если
сопротивление R5 больше оптимального значения, кривая 3 –
если меньше.
Для приведенных на рисунке 1 элементов термостат обладает
следующими параметрами: пусковой ток 1А, стационарный ток
при t=20 град. Цельсия – 80 мА; при t=0 гр. Цельсия – 120
мА, время установки рабочего режима 6 мин.
С Сергиенко (методические указания при проведении полевых
работ 1989 г.)
Схема более мощного термостата. Который может быть
использован в лабораторных условиях приведена на рисунке 4.
Термостабилизатор состоит из электронного термореле и трех
одинаковых фазных каналов регулирования мощности. В состав
термореле входят компаратор напряжения на ОУ DA1 и
формирователь управляющих импульсов на элевентах DD 2.1,
DD2,2.
Датчиком температуры термореле служит терморезистор R9.
Термостабилизатор собирают в металлическом кожухе.
Тринисторы VS1 - VS6 и транзисторы фазных каналов
устанавливают на теплоотводы.
Налаживание устройства начинают с проверки напряжения
питания микросхемы. Если оно отличается от номинального,
необходимо подобрать стабилитрон VD19. Затем проверяют
работу каждого из фазных каналов. Для этого отключают
проводник от вывода 10 элемента DD1.3 и этот вывод временной
перемычкой соединяют с выводом 9. На вторичных обмотках
трансформатора Т1 должны сформироваться импульсы,
открывающие тринисторы. Далее подключают к гнездам нагрузки
осветительные лампы (220 В, 60 Вт) и по их зажиганию
убеждаются в работоспособности канала. После этого
резисторами R12, R13 устанавливают требуемую температуру
объекта термомтатирования и восстанавливают соединение
входов элемента DD1.3 согласно схеме.
С Сергиенко 1990 г
|
