Простой электронный термометр

Простой электронный термометр Простые электронные самоделки своими руками

Этот нехитрый прибор позволяет оперативно (за несколько секунд) измерить температуру человеческого тела, воды, окружающего воздуха и любых других объектов в диапазоне 20 …45°С. Несмотря на простоту схемы точность измерений получается достаточно высокой – ± 0.1°С.

Сердцем прибора и, пожалуй, единственной относительно труднодоступной деталью является термореризтор типа СТ3-19 номиналом 10 ком. Именно благодаря его малым размерам время измерения температуры не превышает нескольких секунд. Как видно из схемы, прибор аналоговый и представляет собой измерительный мост, который питается стабилизированным напряжением. В качестве низковольтного стабилитрона используются транзисторы VT1 и VT2.

При изменении температуры сопротивление терморезистора изменяется, а величина расбалансировки моста, состоящего из элементов R2, R5 и R8 отображается на стрелочном индикаторе, роль которого выполняет микроамперметр РА1. Для калибровки прибора служит переключатель SA2, который подменяет элементы R5 и R8 в одном из плечей моста на образцовые резисторы R4, R6 и R7.

Налаживание термометра производится следующим образом. С наиболее высокой доступной точностью измеряется сопротивление резистора R8 при температуре 20°С. От точности этого измерения будет зависеть и точность прибора. Далее подбираются резисторы R6 и R7 таких номиналов, чтобы они в сумме давали измеренное сопротивление. Они будут включены в цепь калибровки. Затем устанавливаем движки резисторов R2 и R3 в среднее положение и подаем питание на схему.

1. Включаем SA2 в режим калибровки . Резистором R2 выводим стрелку прибора РА1 на нулевую отметку.
2. Помещаем датчик температуры на объект с известной температурой, лежащей в измеряемом диапазоне. Это может быть, к примеру, человеческое тело подмышкой. Переводим переключатель SA2 в положение «Измерение» и резистором R3 выставляем показание прибора РА1 на уровень, который будет соответствовать этой температуре.

Снова повторяем операции 1, 2 до тех пор (обычно 3-4 раза), пока в режиме «Калибровка» прибор не будет четко показывать 20°С, а в режиме «Измерение» — заранее известную температуру измеряемого тела. На этом настройку прибора можно считать оконченной.

Термореризтор типа СТ3-19

В конструкции на месте VT1, VT2 кроме указанных на схеме можно использовать КТ3102 с буквами А, Б, В, Г, в качестве РА1 подойдет любой микроамперметр с током полного отклонения 50 мкА, причем чем больше размеры шкалы, тем точнее можно будет отсчитывать его показания. Поскольку шкала термометра практически линейная, то отградуировать ее можно заранее в нужном диапазоне, который может быть несколько сдвинут и даже расширен, хотя расширением диапазона увлекаться не стоит – градуировка получится мельче, визуальная погрешность выше.

Питается устройство от двух гальванических элементов напряжением 1.5 В или аккумуляторов по 1.25 В каждый, потребляемый ток в режиме измерения составляет 3-5 мА. Резисторы R2 и R3 очень желательно поставить многооборотные ( к примеру, СП5-2), позволяющие проводить достаточно плавную регулировку сопротивления. Терморезистор очень удобно разместить в корпусе от фломастера, залив его эпоксидной смолой таким образом, чтобы измерительный кончик его оказался на месте кончика «грифеля» нового «фломастера». Со схемой измерительный узел можно соединить любым многожильным проводом, свив его парой. Длина жгута при этом может достигать 1 м.

Многооборотный резистор типа СП5-2

В заключение хотелось бы заметить, что категорически нежелательно включать прибор при отключенном термодатчике, поскольку большая величина разбалансировки измерительного моста может вывести из строя измерительную головку РА1.

Какой термометр подойдет для самогонного аппарата

Дистилляция спиртосодержащих жидкостей (перегонка) требует тщательного соблюдения температурного режима. Термометр для самогонного аппарата — вещь совершенно необходимая даже для любительской установки. Все дело в том, что основа самогона — спирт, начинает выделяться при 78,3 С. Это в идеале. На самом деле уже при температуре 72-73 С в парах браги достаточное количество спирта и при конденсации он вполне пригоден для употребления.

А вот то, что испаряется при более низких температурах — от 65-70 градусов называется «головами». Это альдегиды, эфиры (метиловый спирт, уксусный альдегид, муравьино-этиловый эфир, уксусно-метиловый эфир) и прочие летучие вещества, которые не только портят вкус самогона, но и довольно ядовиты. Полученную в этом диапазоне температур жидкость необходимо безжалостно вылить в канализацию. Она непригодна даже для технического использования.

Правильная технология перегонки браги требует, чтобы после достижения температуры 63 С интенсивность нагрева резко снизилась, и был осуществлен плавный переход к Т= 65 С. Затем при медленном нагревании температура браги удерживается на этом уровне ± 3 С некоторое время, достаточное для получения определенного количества жидкости (голов).

В среднем количество голов составляет 10-15% от объема чистого спирта, который предполагается произвести путем перегонки. В перерасчете на самогон крепостью 50 процентное соотношение снижается до 7-8%. К примеру — расчетное количество браги позволяет получить 10 литров самогона. В этом случае первые 0,5 литра, полученные при температуре 63-68 градусов и будут головы. От которых следует избавиться. Если установить на аппарате точный работоспособный термометр, то контролировать процесс несложно.

Читайте также:  На какой срок может заключаться трудовой договор отличия бессрочного соглашения от срочного

Основной продукт начинает выделяться при Т=78 С и длится при умеренном нагревании до 85 градусов. Затем начинают выделяться не менее вредные вещества — «хвосты», которые содержат немалое количество спирта и сивушные масла, которые не столь ядовиты, как «головы» но способны изрядно испортить вкус и цвет самогона. Их тоже нужно отобрать отдельно. Но их выливать не нужно — они вполне пригодны для повторной перегонки.

Виды термометров для самогоноварения

Температурные режимы, о которых говорилось выше, действительны для бытовых дистилляторов классической схемы — перегонный куб, сухопарник, холодильник. Аппараты с ректификационными колоннами, царгами, дефлегматорами и прочими приспособлениями имеют свой температурный режим работы, но качественный термометр для самогонного аппарата понадобится и здесь, даже не один.

Если самогонный аппарат своими руками сделать несложно, то даже простейший градусник соорудить не получится — слишком сложные технологии применяются при их изготовлении и очень хлопотно их градуировать. Смоделировать промышленный цикл производства термометров в домашних условиях практически невозможно. Лучше всего купить готовый градусник. Для самогонного аппарата можно использовать практически все их разновидности:

  • электронные;
  • цифровые;
  • биметаллические;
  • спиртовые.

Установка термометра в куб самогонного аппарата для человека, знакомого с простейшими ручными инструментами сложности не составит. В продвинутых аппаратах с сухопарниками можно установить два термометра — в кубе и сухопарнике. Это позволит контролировать температуру браги и паров. Если сухопарника нет — можно вмонтировать градусник в холодильник.

Цифровой термометр, скорее всего, самый оптимальный вариант

Электронный термометр для самогонного аппарата — лучший вариант. Он очень чувствителен и реагирует на малейшие изменения температуры браги или паров с точностью до 0,1 С. Большим его плюсом является шкала с хорошо пристраивающимися цифрами и наличие щупа длиной 150-200 мм, который можно погружать непосредственно в брагу.

Устанавливается термометр в металлическую гильзу, вмонтированную в крышку куба, или ввинчивается в резьбовое гнездо. Второй вариант более предпочтительный — в этом случае термометр показывает температуру жидкости, а не металлической стенки гильзы, которая может отличаться на 1-2 0 С. Отклонения в показаниях не критичны и для любительского самогоноварения вполне допустимы.

Диапазон измерений электронного термометра – 50… +300 С. его можно использовать не только при самогоноварении, но и при подготовке браги (оптимальная температура брожения — 20-30 С), для копчения продуктов, измерения температуры в толще любого продукта — зонд из нержавеющей стали погружается на заданную глубину.

Цифровой термометр может производиться и с выносным датчиком на проводе длиной 1 м и более. Установить его на самогонный аппарат своими руками тоже несложно. Главное, чтобы зонд был погружен в жидкость, обдувался паром или контактировал с измеряемой средой иным способом максимально плотно. Лучший и наиболее безопасный способ — поместить его в гильзу.

Сделать цифровой термометр можно своими руками, воспользовавшись одной из схем, которые можно найти в интернете. Но для этого нужно уметь работать с паяльником и разбираться в электронных схемах. Если вам этот вид деятельности неподвластен, то лучше купить готовый термометр — китайская промышленность производит их несколько десятков моделей по вполне доступной цене. Самостоятельное изготовление обойдется дороже, если учесть затраты времени на поиск комплектующих и сборку устройства.

Очень удобен в работе биметаллический термометр. Он обладает вполне допустимой точностью, простой в обращении и установке, недорогой. Такими измерителями оборудуется большинство дистилляторов промышленного изготовления, поэтому в их надежности сомневаться не стоит.

Изначально, большинство бытовых самогонных аппаратов оснащаются биметаллическими термометрами

Биметаллический термометр хорош тем, что его можно без опаски ввинтить непосредственно в корпус бака. Он сделан из металла и выдерживает любые температуры и давления. Если аппарат ранее не был рассчитан для установки термометра, то модернизировать его можно своими руками — для этого достаточно просверлить отверстие в корпусе испарителя и вмонтировать в него резьбовой штуцер или гильзу (в зависимости от вида термометра). Нужно предусмотреть возможность изоляции штуцера от корпуса бака теплоизолирующими прокладками, чтобы сам термометр не нагревался, а со средой взаимодействовал только датчик.

При желании можно воспользоваться стеклянным спиртовым термометром. Он недорогой и довольно точный, только нужно выбирать прибор со шкалой до 120-150 С.

Напоследок, видео как установить цифровой термометр:

Схема электронного термометра с выносным датчиком своими руками

На замену не совсем удобным аналоговым измерителям температуры, в основе работы которых лежит свойство жидкости расширяться и сжиматься, промышленность предложила дискретные устройства. Эти совсем несложные приборы обладают рядом неоспоримых преимуществ. Купить измеритель можно практически в любом магазине бытовой или климатической техники, но гораздо интереснее изготовить электронный термометр с выносным датчиком своими руками.

  1. Суть устройства
  2. Принцип работы
  3. Особенности изготовления
  4. Простой термометр
  5. Цифровая схема
  6. Использование микроконтроллера
  7. Точный термометр
Читайте также:  Сварка труб отопления из металла с применением электродов и холодного сваривания

Суть устройства

Термометр, разговорный аналог — градусник, предназначен для измерения температуры окружающей среды. Первое устройство было изобретено в 1714 году немецким физиком Д. Г. Фаренгейтом. В основе своей конструкции он использовал прозрачную запаянную колбу, внутри которой находился спирт. После в качестве жидкости учёный применил ртуть. Но шкала аналогового измерителя, существующая и по сей день, была разработана лишь только через 30 лет шведским астрономом и метеорологом Андерс Цельсием. За начальные точки он предложил взять температуру тающего льда и кипения воды.

Интересным фактом является то, что изначально числом 100 была отмечена температура таяния льда, а за ноль взята точка кипения. Впоследствии шкалу «перевернули». По некоторым мнениям это сделал сам Цельсий, по другим — его соотечественники ботаник Линней и астроном Штремер.

Вскоре изготовление ртутных измерителей было широко налажено производством в промышленных масштабах. Со временем ртуть из-за своей ядовитости была заменена на спирт, а затем и вовсе был предложен новый тип устройства — цифровой. Сегодня, пожалуй, градусник стал неотъемлемым атрибутом любого жилища. По совету Всемирной организации здравоохранения была принята Минаматская конвенция, направленная на постепенный вывод из обихода ртутных градусников. Согласно ей в 2022 году использование ртути в измерителях будет полностью прекращено.

Поэтому из-за своих отличных характеристик термометр с цифровой схемой практически не имеет конкурентов. Предлагаемые в продаже спиртовые приборы проигрывают ему по точности и удобству восприятия данных.

Электронные модели могут располагаться в любом месте, ведь в контролируемом помещении необходимо расположить только небольшой датчик, подключённый к устройству. Этот тип используется во многих технологических процессах промышленности, например, строительных, аграрных, энергетических. С их помощью контролируется:

  • температура воздуха в производственных и жилых зданиях;
  • проверка нагрева сыпучих продуктов;
  • состояние вязких материалов.

Принцип работы

Перед тем как непосредственно приступить к изготовлению электронного термометра, следует разобраться в принципе его действия и определиться, из каких узлов будет состоять конструкция. Промышленно выпускаемые электронные градусники различаются по своим размерам и назначению. Но все они построены на однотипном принципе действия.

Проводимость материала изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Основываясь на этом и проектируется схема электронного градусника. Так, чаще всего в конструкции применяется термопара. Это электронный прибор, стоящий из двух сваренных между собой металлов. На поверхности каждого из них имеется контактная площадка, подключённая к измерительной схеме. При нагревании или охлаждении контактов возникает термоэлектродвижущая сила, появление и изменение которой регистрируется платой электроники.

В устройствах нового поколения вместо термочувствительного элемента используется кремниевый диод. Полупроводниковый радиоэлемент, у которого наблюдается зависимость вольт-амперной характеристики от температурного воздействия. Иными словами, при прямом включении (направление тока от анода к катоду) значение падения напряжения на переходе изменяется в зависимости от нагрева полупроводника.

Обработанные данные выводятся на дисплей, с которого уже визуально снимаются пользователем. Цифровые градусники позволяют измерять изменения температуры в диапазоне от -50 ° С до 100 ° С.

Всего же в конструкции простого термометра можно выделить пять блоков:

  1. Датчик — устройство, изменяющее свои параметры в зависимости от величины воздействующей на него температуры.
  2. Измерительные провода — используются для выноса датчика и его расположения в различных местах, требующих контроля над температурой. Чаще всего это небольшого сечения в диаметре проводники, даже необязательно экранированные.
  3. Плата электроники — содержит блок анализатора, фиксирующий изменения приходящего от датчика сигнала, а затем передающий его на экран.
  4. Дисплей — монохромный или цветной экран, предназначенный для отображения данных об измеренной температуре.
  5. Блок питания — собирается на типовых для радиоэлектроники интегральных микросхемах. Используется для стабилизации и преобразования питания, подающегося на все узлы платы.

Особенности изготовления

Человеку, увлекающемуся радиолюбительством, сделать электронный термометр своими руками по схеме не доставит трудностей, но в то же время обычному потребителю понадобится иметь хотя бы навыки паяния. Сегодня существует довольно много различных схем, отличающихся как сложностью повторения, так и дефицитностью радиодеталей.

При выборе схемы учитывают характеристики, которые она сможет обеспечить будущему измерительному устройству. В первую очередь — это диапазон измеряемых температур, а во вторую – погрешность. Конструктивно можно собрать проводную и беспроводную модель. При сборке второго типа используется радиомодуль, значительно удорожающий изделие.

Из-за использования чувствительных специализированных микросхем собирать навесным монтажом схему вряд ли получится. Поэтому предварительно изготавливается печатная плата. Делать её лучше из одностороннего фольгированного стеклотекстолита методом «лазерно-утюжной технологии».

Суть метода заключается в том, что с помощью, например, Sprint Layout, рисуется печатная схема устройства и распечатывается в зеркальном отображении в масштабе 1:1 на лазерном принтере. Затем, приложив отпечатанный рисунок изображением вниз к фольгированному слою, проглаживают чертёж разогретым утюгом. Из-за особенностей тонера изображение линий перенесётся на стеклотекстолит. Далее плата погружается в ванную с реактивом, например, FeCl3.

Читайте также:  Автомобильная щетка для снега Автоблог

В качестве индикатора можно использовать светодиодную матрицу, но лучше приобрести любой монохромный экран. Простой экран можно взять буквально за «копейки», например, подойдёт от старых системных блоков, выполненных в форм-факторе АТ. Если планируется конструкция с выносным датчиком, то неплохим вариантом будет использование шлейфа с диаметром проводника от 0,3 мм2, но в принципе подойдёт любой провод. При этом чем вынос датчика больше, тем большего сечения нужен и провод.

В схемотехнике некоторых термометров используются микроконтроллеры. Их применение позволяет упростить электрическую схему и повысить функциональность, но при этом требует навыков программирования и умения загружать прошивку. Для этого понадобится программатор, который можно также спаять самостоятельно, например, для LPT из пяти проводов.

Простой термометр

Конструкция простого термометра состоит всего из трёх деталей и тестера. В качестве датчика температуры в схеме используется LM35. Это интегральный прибор с калиброванным выходом по напряжению. Амплитуда на выходе датчика пропорциональна температуре. Точность измерений составляет 0,75° C. Запитывать интегральную микросхему можно как от однополярного источника, так и двухполярного. Предел измерений от -55 ° до 150° C.

В качестве мультиметра можно использовать стрелочный или цифровой прибор. К датчику согласно схеме подключают источник питания. Например, КРОНу или три соединённых последовательно пальчиковых батарейки. Измеритель же подключают к клеммам V и COM и переводят в режим измерения температуры. Потребление датчика при работе не превышает 10 мкА.

Диапазон измерения мультиметра устанавливается на два вольта. Отображённый на экране результат и будет соответствовать измеряемой температуре. Последняя цифра в числе обозначает десятые доли градуса.

При желании устройство можно сделать двухканальным. Для этого дополнительно необходимо будет изготовить механический или электронный переключатель.

Цифровая схема

Одна из самых простых схем состоит всего из нескольких элементов. В основе конструкции лежит использование датчика, выдающего значение температуры в цифровом коде. Стоимость термодатчика LM 335 не превышает 50 центов, при этом после калибровки его точность измерения составляет от 0,3 ° до 1,5° C. Датчик может измерять температуру от — 40 ° до 100° C. Выпускается он в двух корпусах — TO-92 и SOIC. В качестве аналога можно использовать отечественную микросхему К1019ЕМ1.

При монтаже длина соединительных проводов может достигать пяти метров. Калибровка схемы осуществляется изменением напряжения, подаваемым на вывод один. Необходимое значение рассчитывается по формуле:

Uвых = Vвых1 * T / To, где:

  • Uвых – напряжение на выходе микросхемы;
  • Uвых1 – напряжение на выходе при эталонной температуре;
  • T и To – измеряемая и эталонная температура.

Напряжение, формирующее выходной сигнал, зависит от температуры, поэтому питание, подающееся на датчик, должно осуществляться от источника тока. Собирается он на двух транзисторах КТ209 и не требует дополнительных настроек. Максимальный ток питания не превышает 5 мА. Увеличение выходного напряжения на 10 мВ соответствует приросту температуры на один градус.

Использование микроконтроллера

Применение в схеме самодельного термометра микроконтроллера подразумевает использование программы, управляющей его работой. В качестве микросхемы применяется ATmega8, а датчика температуры — DS18B20.

В схеме используется небольшое число радиодеталей. Она несложная и не нуждается после сборки в какой-либо наладке. Напряжение питания микроконтроллера составляет пять вольт. Для его стабилизации используется микросхема L7805. Транзисторы можно использовать любые с NPN структурой. В качестве индикатора подойдёт трёхразрядный сегментный дисплей с общим катодом.

Температура устройством может изменяться в интервале от -55 ° до 125º С с шагом в 0,1º С. Погрешность измерения не превышает 0,5º С. Обмен данными между датчиком и микроконтроллером происходит по шине 1-Wire. При большом расстоянии выноса измерительной микросхемы DS18B20 от ATmega8 необходимо подобрать подтягивающее сопротивление. Распаять его лучше непосредственно на вывод датчика.

При программировании все установки микроконтроллера оставляются заводскими, и фьюзы не изменяются. Затем к собранному термометру можно добавить ещё один датчик, а также часы. Но для этого необходимо будет обладать знаниями в программировании, чтобы дописать программный код.

Точный термометр

Применение в качестве датчиков полупроводниковых диодов и транзисторов характеризуется сложностью калибровки показаний, что в итоге приводит к погрешности результата измерений. Поэтому для получения точного результата в качестве измерителя применяется бифилярно намотанная катушка из тонкого проводника, размещённая в цилиндре, имеющем размеры порядка 4×20 мм.

Основой конструкции является микросхема ICL707 и светящийся индикатор. Питание можно подавать от любого источника с выходной амплитудой 12 В. На DA3 собран нормирующий преобразователь, изменяющий своё выходное напряжение в зависимости от сигнала, поступаемого с датчика.

Настройка заключается в выставлении на 36 ноге микросхемы напряжения, равного одному вольту. Делается это с помощью резисторов R3 и R4. Вместо датчика подключают резистор на 100 Ом. Изменением сопротивления R14 устанавливают нули на цифровом индикаторе. После чего устройство готово к измерениям.

Ссылка на основную публикацию
Промышленный пылесос для бетонной пыли как выбрать и где используется
Как из обычного пылесоса сделать строительный пылесос своими руками При определенных технических навыках и умениях изготовить строительный пылесос своими руками...
Производство травяной муки и травяных гранул своими руками в домашних условиях какое купить оборудов
Производство травяных гранул Травяная мука или травяные гранулы — это спрессованная трава, которую используют для питания сельскохозяйственных животных. Рассказываем, как...
Производство форм из полиуретана своими руками
Как сделать полиуретановую форму своими руками Натуральный дикий камень – это прочный и привлекательный материал для отделки. Но высокая стоимость...
Пропала зарядка на ВАЗ 2107 — причины и их устранение
Что делать, если нет зарядки аккумулятора на ВАЗ 2107 (Видео) Без исправной заряженной аккумуляторной батареи эксплуатация машины невозможна. Если вы...
Adblock detector