Wstęp
Wątek ten ma na celu przybliżenie zagadnienia pomiaru temperatury w systemach automatycznych z naciskiem na układy możliwe do zastosowania w konstrukcjach amatorskich, czyli tanie i dostępne.
Ze względu na zakres jest to temat szczególnie skierowany dla nie elektroników i ludzi nie zajmujących się zawodowo automatyką i sterowaniem. Przekazane informacje będą podstawowe, jasne bez zagłębiania się w zbędne dla podstawowych aplikacji teorie.
Przedstawione zostaną układy analogowe oraz cyfrowe.

Pomiar temperatury jest niezbędny w układach wizualizacji czy sterowania takich urządzeń jak np: centralne ogrzewanie, klimatyzacja, kolektory słoneczne, itd.

1) Pomiar analogowy


Często najprostszym i jednocześnie wystarczającym okazuje się wykorzystanie analogowego scalonego czujnika temperatury LM35.
http://www.national.com/ds/LM/LM35.pdf
Posiada on wyprowadzenie zasilania 4-20V (1), masy(3), oraz wyjście (2) na którym odkłada się napięcie proporcjonalne do temperatury 10mV na 1 stopień Celsjusza.
Czyli jeśli podłączymy czujnik do zasiania np. bateryjka 9V a wyjście do miliwoltomierza to taki prosty układ pozwala nam już na pomiar temperatury.
Ponieważ większość sterowników ma znacznie większy zakres wejść analogowych niż zakres pracy LM35 musimy zastosować jako element dopasowujący wzmacniacz, najlepiej na układach operacyjnych np. LM358.
http://www.fairchildsemi.com/ds/LM%2FLM358.pdf
Scalony wzmacniacz operacyjny łatwo zaprząc do pracy jako wzmacniacz prądu stałego x10, co pozwoli znacznie lepiej wykorzystać rozdzielczość sterownika odczytującego

Powyższy układ będzie mierzył temperaturę w zakresie 0d 2 do 150 stopni (przy większym napięciu zasiania) z gradacją 100mV na stopień.
Jeśli wykorzystujemy jako sterownik mikrokontroler z przetwornikiem A/D, lub bezpośrednio przetwornik to można pominąć wzmacniacz i jedynie odpowiednio skalibrować napięcie odniesienia tak by zawierało potrzebny nam zakres.
Sprawa jest trudniejsza jeśli zależy nam na pomiarze niskich temperatur np. zewnętrznej, wtedy schemat się powiększ gdyż potrzebujemy ujemnych napięć. Można zastosować zasilacz z dwoma napięciami np. +12V i -12V, lub zastosować scaloną przetwornicę u układzie generatora ujemnego napięcia ICL 7660.
http://www.selectronic.fr/includes_sele … CL7660.pdf
Ma ona niewielką moc gdyż jej praca  polega na kluczowaniu kondensatora, ale dla naszego celu jest w zupełności wystarczająca:

Schemat układu pomiaru temperatury w wersji rozszerzonej o wartości ujemne mamy tutaj:

W tym układzie mamy możliwość odczytania ujemnych wartości, ale są one reprezentowane przez ujemne poziomy napięć czego często nie możemy odczytać typowymi przetwornikami czy sterownikami.
Warto więc drugim wzmacniaczem operacyjnym (w tej samej obudowie) dodać do sygnału stałą wartość napięcie i przejść na dodatni zakres.

Dioda zenera z opornikiem R5 jest najprostrzym stabilizatorem który stałe napięcie podaje na sumator oparty na drugim wzmacniaczu. Od wartości tego napięcia zależy o ile przesunie się poziom zera i należy go dobraż w zależności od oczekiwanych zakresów i wejścia zastosowanych przetworników.
Podobnie w obwodzie wzmacniacza mnożącego elementami R2 i R3 dopasowujemy poziom wzmocnienia jako stosunek sumy tych oporności do R2  ( (R2+R3)/R2 )

CDN...

Ostatnio edytowany przez arturromarr (2009-08-07 14:46:27)