Многим радиолюбителям известен так называемый "триггерный эффект" на пороге срабатывания термо-, фотореле, автоматического зарядного устройства и т.п. Устройство может сработать нормально десятки раз, но иногда бывает такой неприятный момент, когда исполнительное реле включится, сразу же выключится, опять включится и т.д. Такое явление может проявляться довольно длительное время - "подгорают" контакты реле, да и ресурс времени работы реле не безграничен. Если в схеме применены тиристоры, то при частом включении-выключении они могут греться и выходить из строя, а также давать помехи в питающую сеть. На рис.1 показана схема терморегулятора на реле, в котором такое вредное явление, как "триггерный эффект", отсутствует. Предположим, что данный терморегулятор используют для регулировки температуры воздуха в инкубаторе. Если температура в инкубаторе ниже +38°С (выставляют переменным резистором R4), сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое и компаратор на DA1 находится в режиме положительного насыщения, транзисторы VT1 и VT2 открыты, реле К1 притянуто, и происходит нагревание воздуха в инкубаторе. При достижении в инкубаторе температуры +38°С сопротивление терморезистора R3 становится меньше и компаратор перебрасывается в состояние отрицательного насыщения (на выходе потенциал общего провода), закрываются транзисторы VT1 и VT2, реле К1 отпускает. В связи с тем, что последовательно с резистором R1 включен резистор R2, который шунтируется нормально замкнутыми контактами реле К1, реле включается при одной температуре, а выключается при другой, т.е. поддерживается температура в инкубаторе в пределах, например, +37,5...38°С. Необходимая разность температур обеспечивается подбором резистора R2. Таким образом, такое вредное явление, как "триггерный эффект", в данной схеме терморегулятора отсутствует. Напряжение срабатывания реле К1 должно быть не ниже 10 В, контакты реле должны выдерживать коммутируемый переменный ток и быть рассчитаны на напряжение не менее 250 В. Печатная плата терморегулятора показана на рис.2. На рис.3 показана схема терморегулятора с тиристором в силовой части, которая также свободна от явления "триггерного эффекта". Предположим, что данный терморегулятор также используют для инкубатора, необходимая температура воздуха в нем должна быть в пределах +38...39°С (данный диапазон температур выставляют переменным резистором R4). На ОУ микросхемы DA1 выполнен двухпороговый компаратор. Если температура в инкубаторе ниже +38°С, сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое, и оба компаратора находятся в состоянии положительного насыщения (уровень лог."1" на их выходах). На логических элементах DD1.2, DD1.3 построен RS-триггер. Если температура воздуха в инкубаторе ниже +38°С, на входе S RS-триггера присутствует лог."0" (после инвертора DD1.1), на входе R - лог."1", триггер находится в "единичном" состоянии (лог."0" на его инверсном выходе 4 DD1.3). При этом транзистор VT1 закрыт, на управляющий электрод тиристора VS1 подается положительный потенциал относительно его катода, тиристор открыт, нагревательный элемент Rн включен. При достижении температуры воздуха в инкубаторе +38°С сопротивление терморезистора R3 уменьшается, компаратор на DA1.1 перебрасывается из состояния положительного насыщения в состояние отрицательного насыщения, на его выходе устанавливается лог."0", на входе S триггера - лог."1", но триггер остается в "единичном" состоянии, нагревательный элемент RH включен. Когда температура воздуха в инкубаторе достигнет значения +39°С, лог."0" появится и на выходе компаратора DA1.2, который по входу R RS-триггера установит его в "нулевое" состояние. При этом на выводе 4 DD1.3 появится лог."1", которая откроет транзистор VT1, на управляющем электроде тиристора VS1 установится низкий потенциал относительно его катода, тиристор закроется, и нагреватель отключится от питающей сети. Когда температура воздуха в инкубаторе станет ниже +39°С, но выше +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DA1.2, но лог."1" на входе R триггера не изменит его нулевого состояния, и нагреватель по-прежнему будет отключен. И только при понижении температуры воздуха в инкубаторе ниже +38°С, в состояние положительного насыщения установится компаратор DА 1.1, на вход S триггера поступит лог."0", который включит в работу нагреватель Rн. Таким образом, температура в инкубаторе поддерживается в пределах +38...+39°С (необходимую разность температур достигают подбором сопротивления резистора R2), и явление "триггерного эффекта" в данной схеме терморегулятора отсутствует. Печатная плата терморегулятора показана на рис.4. При налаживании и эксплуатации устройства необходимо соблюдать осторожность и не касаться деталей, так как в схеме присутствует потенциал сети. Целесообразно для более точной и плавной регулировки температуры подобрать переменный резистор R4 (также и в схеме рис.1). Диоды VD1-VD4 можно исключить. В этом случае на нагревателе Rн будет только одна полуволна сетевого напряжения, т.е. при мощности 500 Вт на нагревателе будет выделяться 250 Вт, и значительно возрастет надежность и долговечность самого нагревателя. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 должно быть в пределах 13...16 В. Регулятор температуры паяльника. Этот очень простой регулятор позволяет поддерживать паяльник в горячем состоянии, но с недогревом. С помощью регулирующего элемента мощность паяльника, рассчитанного на 50 Вт, устанавливается в пределах от 25 до 48 Вт. Принципиальная схема регулятора приведена на рис. Простой терморегуляторЭтот терморегулятор предназначен для поддержания температуры в замкнутом объеме, например в термостате, с помощью включения или выключения вентилятора. Пределы регулировки составляют от 28 до 40 °С, точность ±1 °С. Питание осуществляется от батарей или внешнего блока питания напряжением 12 В. Принципиальная схема регулятора показана на рис. На транзисторах Т1 и Т2 собран триггер Шмитта, работа которого управляется делителем напряжения, состоящим из резистора R2 и термистора R8. Питание делителя производится стабилизированным напряжением с помощью стабилитрона Д1 и резистора R1.При пониженной температуре в контролируемом объеме сопротивление термистора и напряжение на базе транзистора Т1 велико, он открыт, а транзистор Т2 заперт. Поэтому электромагнитное реле Р1 обесточено и его контакты разомкнуты. При увеличении температуры, сверх установленной переменным резистором R4, напряжение на базе Т1 уменьшается и триггер опрокидывается. Теперь отпирается транзистор Т2 и срабатывает реле, замыкающимися контактами которого включается вентилятор. Диод ДЗ предохраняет транзистор Т2 вследствие пробоя от воздействия ЭДС самоиндукции обмотки реле.Вместо указанных на схеме элементов можно использовать транзисторы КТ315Б, стабилитрон КС147А, диоды Д101, термистор СТ1-17. В качестве реле можно установить РЭС10, паспорт РС4.524.312. Терморегулятор по схеме триггера Шмитта.Этот автоматический регулятор предназначен для поддержания постоянной температуры в диапазоне от 10 до 50 °С с максимальной ошибкой не более ±1 °С. Максимальная мощность нагревателя составляет 500 Вт. Принципиальная схема регулятора приведена на рис. Терморегулятор на тиристоре.Этот терморегулятор рассчитан на подключение нагревательного прибора мощностью до 500 Вт. Принципиальная схема терморегулятора приведена на рис. Чувствительным элементом в этой схеме служит терморезистор R5 типа ММТ-4, который вместе с резисторами R4 и R11 включен на входе триггера Шмитта на транзисторах Т1 и Т2. Пока температура равна или больше установленной переменным резистором R11, транзистор Т1 заперт, Т2 открыт, ТЗ заперт. Поэтому потенциал катода тиристора Д10 такой же, как потенциал управляющего электрода. Тиристор заперт, и напряжение сети не проходит через диодный мост Д6-Д9. К нагревателю питание не поступает.Если температура меньше заданной, сопротивление терморезистора увеличивается, напряжение на базе транзистора Т1 тоже увеличивается и триггер опрокидывается. Тогда транзистор ТЗ отпирается, и падением напряжения на резисторе R9 отпирается тиристор. В результате диодный мост становится проводящим, и к нагревателю поступает напряжение сети.Трансформатор Tpl собирается на сердечнике Ш 12x25. Обмотка I содержит 8000 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, а обмотка II - 170 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,4 мм. В качестве ТЗ можно использовать транзистор КТ315А. В связи с тем, что тиристоры КУ201Л допускают прямое напряжение в запертом состоянии не более 300 В, а амплитудное значение сетевого напряжения составляет 311 В, во избежание пробоя тиристора рекомендуется вместо КУ201Л использовать тиристор КУ202М или КУ202Н, допускающие указанное напряжение до 400 В. bigbenmobileblog.blogspot.com Существует большое количество электрических принципиальных схем, которые могут поддерживать желаемую заданную температуру с точностью до 0,0000033 °С. Эти схемы включают коррекцию при отклонении от установленного значения температуры, пропорциональное, интегральное и дифференциальное регулирование. В регуляторе для электроплиток (рис. 1.1) используется позистор (терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления или ТКС) типа К600А фирмы Allied Electronics, встроенный в кухонную плиту, чтобы поддерживать идеальную температуру варки. Потенциометром можно регулировать запуск семисторного регулятора и, соответственно, включение или выключение нагревательного элемента. Устройство предназначено для работы в электрической сети с напряжением 115 В. При включении устройства в сеть напряжением 220 В необходимо использовать другой питающий трансформатор и семистор. Рисунок 1.1 Регулятор температуры электроплиты Таймер LM122 производства компании National используется как дозирующий терморегулятор с оптической развязкой и синхронизацией при прохождении питающего напряжения через нуль. Установкой резистора R2 (рис. 1.2) задается регулируемая позистором R1 температура. Тиристор Q2 подбирается из расчета подключаемой нагрузки по мощности и напряжению. Диод D3 определен для напряжения 200 В. Резисторы R12, R13 и диод D2 реализуют управление тиристором при прохождении питающего напряжения через нуль. Рисунок 1.2 Дозирующий регулятор мощности нагревателя Простая схема (рис. 1.3) с переключателем при переходе питающего напряжения через нуль на микросхеме СА3059 позволяет регулировать включение и выключение тиристора, который управляет катушкой нагревательного элемента или реле для управления электро- или газовой печью. Переключение тиристора происходит при малых токах. Измерительное сопротивление NTC SENSOR обладает отрицательным температурным коэффициентом. Резистором Rp устанавливается желаемая температура. Рисунок 1.3 Схема терморегулятора с комутацией нагрузки при переходе питания через ноль. Устройство (рис. 1.4) обеспечивает пропорциональное регулирование температуры небольшой маломощной печи с точностью до 1 °С относительно температуры, заданной с помощью потенциометра. В схеме используется стабилизатор напряжения 823В, который питается, как и печь, от того же источника напряжением 28 В. Для задания величины температуры должен использоваться 10-оборотный проволочный потенциометр. Мощный транзистор Qi работает в режиме насыщения или близко к этому режиму, однако радиатор для охлаждения транзистора не требуется. Рисунок 1.4 Схема терморегулятора для низковольтного нагревателя Для управления семистором при переходе питающего напряжения через нуль используется переключатель на микросхеме SN72440 от фирмы Texas Instruments. Эта микросхема переключает симистор TRIAC (рис. 1.5), включающий или выключающий нагревательный элемент, обеспечивая необходимый нагрев. Управляющий импульс в момент перехода напряжения сети через нуль подавляется или пропускается под действием дифференциального усилителя и моста сопротивления в интегральной схеме (ИС). Ширина последовательных выходных импульсов на выводе 10 ИС регулируется потенциометром в цепи запуска R(trigger)? как это показано в таблице на рис. 1.5, и должна изменяться в зависимости от параметров используемого симистора. Рисунок 1.5 Терморегулятор на микросхеме SN72440 Обычный кремниевый диод с температурным коэффициентом 2 мВ/°С служит для поддержания разницы температур до ±10 °F] с точностью примерно 0,3 °F в широком диапазоне температур. Два диода, включенные в мост сопротивлений (рис. 1.6)^ дают напряжение на выводах А и В, которое пропорционально разнице температуры. Потенциометром регулируется ток смещения, который соответствует предварительно устанавливаемой области смещения температуры. Низкое выходное напряжение моста усиливается операционным усилителем MCI741 производства фирмы Motorola до 30 В при изменении напряжения на входе на 0,3 мВ. Буферный транзистор добавлен для подключения нагрузки с помощью реле. Рисунок 1.6 Регулятор температуры с датчиком на диоде Температура по шкале Фаренгейта. Для перевода температуры из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия нужно от исходного числа отнять 32 и умножить результат на 5/9/ Позистор RV1 (рис. 1.7) и комбинация из переменного и постоянного резисторов образуют делитель напряжения, поступающего с 10-вольтового диода Зенера (стабилитрона). Напряжение с делителя подается на однопереходный транзистор. Во время положительной полуволны напряжения сети на конденсаторе возникает напряжение пилообразной формы, амплитуда которого зависит от температуры и установки сопротивления на потенциометре номиналом 5 кОм. Когда амплитуда этого напряжения достигает отпирающего напряжения однопереходного транзистора, он включает тиристор, который и подает напряжение на нагрузку. Во время отрицательной полуволны переменного напряжения тиристор выключается. Если температура печи низка, то тиристор открывается в полуволне раньше и производит больший нагрев. Если предварительно установленная температура достигнута, то тиристор открывается позже и производит меньший нагрев. Схема разработана для использования в устройствах с температурой окружающей среды 100 °F. Рисунок 1.7 Терморегулятор для хлебопечки Простой регулятор (рис. 1.8), содержащий измерительный мост с термистором и два операционных усилителя, регулирует температуру с очень высокой точностью (до 0,001 °С) и большим динамическим диапазоном, что необходимо при быстрых изменениях условий окружающей среды. Рисунок 1.8 Схема терморегулятора повышенной точности Устройство (рис. 1.9) состоит из симистора и микросхемы, которая включает в себя источник питания постоянного тока, детектор перехода питающего напряжения через нуль, дифференциальный усилитель, генератор пилообразного напряжения и выходной усилитель. Устройство обеспечивает синхронное включение и выключение омической нагрузки. Управляющий сигнал получается при сравнении напряжения, получаемого от чувствительного к температуре измерительного моста из резисторов R4 и R5 и резистора с отрицательным температурным коэффициентом R6, а также резисторов R9 и R10 в другой цепи. Все необходимые функции реализованы в микросхеме ТСА280А фирмы Milliard. Показанные значения действительны для симистора с током управляющего электрода 100 мА, для другого симистора значения номиналов резисторов Rd, Rg и конденсатора С1 должны изменяться. Пределы пропорционального регулирования могут устанавливаться с помощью изменения значения резистора R12. При проходе через нуль напряжения сети симистор будет переключаться. Период колебаний пилообразной формы составляет примерно 30 сек и может устанавливаться изменением емкости конденсатора С2. Представленная простая схема (рис. 1.10) регистрирует разницу температур двух объектов, нуждающихся в использовании регулятора. Например, для включения вентиляторов, выключения нагревателя или для управления клапанами смесителей воды. Два недорогих кремниевых диода 1N4001, установленные в мост сопротивлений, используются как датчики. Температура пропорциональна напряжению между измерительным и опорным диодом, которое подается на выводы 2 и 3 операционного усилителя МС1791. Так как при разнице температур с выхода моста поступает только примерно 2 мВ/°С, то необходим операционный усилитель с высоким усилением. Если для нагрузки требуется более 10 мА, то необходим буферный транзистор. Рисунок 1.10 Схема терморегулятора с измерительным диодом При падении температуры ниже установленного значения разность напряжений, на измерительном мосте с терморезистором, регистрируется дифференциальным операционным усилителем, который открывает буферный усилитель на транзисторе Q1 (рис. 1.11) и усилитель мощности на транзисторе Q2. Рассеиваемая мощность транзистора Q2 и его нагрузки резистора R11 обогревают термостат. Терморезистор R4 (1D53 или 1D053 от фирмы National Lead) имеет номинальное сопротивление 3600 Ом при 50 °С. Делитель напряжения Rl—R2 уменьшает входной уровень напряжения до необходимого значения и способствует тому, что терморезистор работает при малых токах, обеспечивающих малый разогрев. Все цепи моста, за исключением резистора R7, предназначенного для точной регулировки температуры, находятся в конструкции термостата. Рисунок 1.11 Схема терморегулятора с измерительным мостом Схема (рис. 1.12) осуществляет линейное регулирование температуры с точностью до 0,001 °С, с высокой мощностью и высокой эффективностью. Источник опорного напряжения на микросхеме AD580 питает мостовую схему преобразователя температуры, в которой платиновый измерительный резистор (PLATINUM SENSOR) работает в качестве датчика. Операционный усилитель AD504 усиливает выходной сигнал моста и управляет транзистором 2N2907, который, в свою очередь, управляет синхронизируемым с частотой 60 Гц генератором на однопереходном транзисторе. Этот генератор питает управляющий электрод тиристора через развязывающий трансформатор. Предварительная установка способствует тому, что тиристор включается в различных точках переменного напряжения, что необходимо для точной регулировки нагревателя. Возможный недостаток — возникновение помех высокой частоты, т. к. тиристор переключается посреди синусоиды. Рисунок 1.12 Тиристорный терморегулятор Узел управления мощного транзисторного ключа (рис. 1.13) для нагрева инструментов мощностью 150 Вт использует отвод на нагревательном элементе, чтобы принудить переключатель на транзисторе Q3 и усилитель на транзисторе Q2 достичь насыщения и установить малую рассеиваемую мощность. Когда на вход транзистора Qi поступает положительное напряжение, транзистор Qi открывается и приводит транзисторы Q2 и Q3 в открытое состояние. Ток коллектора транзистора Q2 и базовый ток транзистора Q3 определяются резистором R2. Падение напряжения на резисторе R2 пропорционально напряжению питания, так что управляющий ток обладает оптимальным уровнем для транзистора Q3 при большом диапазоне напряжения. Рисунок 1.13 Ключ для низковольтного терморегулятора Операционный усилитель СА3080А производства фирмы RCA (рис. 1.14) включает вместе термопару с переключателем, срабатывающем при проходе питающего напряжения через нуль и выполненным на микросхеме СА3079, который служит как триггер для симистора с нагрузкой переменного напряжения. Симистор нужно подбирать Под регулируемую нагрузку. Напряжение питания для операционного усилителя некритично. Рисунок 1.14 Терморегулятор на термопаре При использовании фазового управления симистором ток нагрева сокращается постепенно, если происходит приближение к установленной температуре, что предотвращает большое отклонение от установленного значения. Сопротивление резистора R2 (рис. 1.15) регулируется так, чтобы транзистор Q1 при желаемой температуре был закрыт, тогда генератор коротких импульсов на транзисторе Q2 не функционирует и таким образом симистор больше не открывается. Если температура понижается, то сопротивление датчика RT увеличивается и транзистор Q1 открывается. Конденсатор С1 начинает заряжаться до напряжения открывания транзистора Q2, который лавинообразно открывается, формируя мощный короткий импульс, выполняющий включение симистора. Чем больше открывается транзистор Q1, тем быстрее заряжается емкость С1 и симистор в каждой полуволне переключается раньше и, вместе с тем, в нагрузке возникает большая мощность. Пунктирной линией представлена альтернативная схема для регулирования двигателя с постоянной нагрузкой, например с вентилятором. Для работы схемы в режиме охлаждения резисторы R2 и RT нужно поменять местами. Рисунок 1.15 Терморегулятор для отопления Пропорциональный терморегулятор (рис. 1.16) использующий микросхему LM3911 от фирмы National, устанавливает постоянную температуру кварцевого термостата на уровне 75 °С с точностью ±0,1 °С и улучшает стабильность кварцевого генератора, который часто используется в синтезаторах и цифровых счетчиках. Отношение импульс/пауза прямоугольного импульса на выходе (отношение времени включения/выключения) изменяется в зависимости от температурного датчика в ИС и напряжения на инверсном входе микросхемы. Изменения продолжительности включения микросхемы изменяют усредненный ток включения нагревательного элемента термостата таким образом, что температура приводится к заданной величине. Частота прямоугольного импульса на выходе ИС определяется резистором R4 и конденсатором С1. Оптрон 4N30 открывает мощный составной транзистор, у которого в цепи коллектора имеется нагревательный элемент. Во время подачи положительного прямоугольного импульса на базу транзисторного ключа последний переходит в режим насыщения и подключает нагрузку, а при окончании импульса отключает ее. Рисунок 1.16 Пропорциональный терморегулятор Регулятор (рис. 1.17) поддерживает температуру печи или ванны с высокой стабильностью на уровне 37,5 °С. Рассогласование измерительного моста регистрируется измерительным операционным усилителем AD605 с высоким коэффициентом подавления синфазной составляющей, низким дрейфом и симметричными входами. Составной транзистор с объединенными коллекторами (пара Дарлингтона) осуществляет усиление тока нагревательного элемента. Транзисторный ключ (PASS TRANSISTOR) должен принимать всю мощность, которая не подводится к нагревательному элементу. Чтобы справляться с этим, большая схема следящей системы подключается между точками "А” и "В", чтобы установить постоянно 3 В на транзисторе без учета напряжения, требуемого для нагревательного элемента. Выходной сигнал операционного усилителя 741 сравнивается в микросхеме AD301A с напряжением пилообразной формы, синхронным с напряжением сети частотой 400 Гц. Микросхема AD301A работает как широтно-импульсный модулятор, включающий транзисторный ключ 2N2219—2N6246. Ключ предоставляет управляемую мощность конденсатору емкостью 1000 мкФ и транзисторному ключу (PASS TRANSISTOR) терморегулятора. Рисунок 1.17 Высоточный терморегулятор Принципиальная схема терморегулятора, срабатывающего при проходе напряжения сети через нуль (ZERO-POINT SWITCH) (рис. 1.18), устраняет электромагнитные помехи, которые возникают при фазовом управлении нагрузкой. Для точного регулирования температуры электронагревательного прибора используется пропорциональное включение/выключение семистора. Схема, справа от штриховой линии, представляет собой переключатель, срабатывающий при проходе через нуль питающего напряжения, который включает симистор почти непосредственно после прохода через нуль каждой полуволны напряжения сети. Сопротивление резистора R7 устанавливается таким, чтобы измерительный мост в регуляторе был уравновешен для желаемой температуры. Если температура превышена, то сопротивление позистора RT уменьшается и открывается транзистор Q2, который включает управляющий электрод тиристора Q3. Тиристор Q3 включается и замыкает накоротко сигнал управляющего электрода' симистора Q4 и нагрузка отключается. Если температура понижается, то транзистор Q2 закрывается, тиристор Q3 отключается, а к нагрузке поступает полная мощность. Пропорционального управления достигают подачей пилообразного напряжения, формируемого транзистором Q1, через резистор R3 на цепь измерительного моста, причем период пилообразного сигнала — это сразу 12 циклов частоты сети. От 1 до 12 этих циклов могут вставляться в нагрузку и, таким образом, мощность может модулироваться от 0—100% с шагом 8 %. Рисунок 1.18 Терморегулятор на симисторе Схема устройства (рис. 1.19) позволяет оператору устанавливать верхние и нижние границы температуры для регулятора, что бывает необходимо при продолжительных тепловых испытаниях свойств материала. Конструкция переключателя дает возможность для выбора способов управления: от ручного до полностью автоматизированных циклов. С помощью контактов реле К3 управляют двигателем. Когда реле включено, двигатель вращается в прямом направлении с целью повышения температуры. Для понижения температуры направление вращения двигателя меняется на противоположное. Условие переключения реле К3 зависит от того, какое из ограничительных реле было включено последним, К\ или К2. Схема управления проверяет выход программатора температуры. Этот входной сигнал постоянного тока будет уменьшен резисторами и R2 максимально на 5 В и усилен повторителем напряжения А3. Сигнал сравнивается в компараторах напряжения Aj и А2 с непрерывно изменяющимся эталонным напряжением от 0 до 5 В. Пороги компараторов предварительно устанавливаются 10-оборотными потенциометрами R3 и R4. Транзистор Qi закрыт, если сигнал на входе ниже опорного сигнала. Если входной сигнал превосходит опорный сигнал, то транзистор Qi отрывается и возбуждает катушку реле К, верхнего предельного значения. Рисунок 1.19 Пара преобразователей температуры LX5700 от фирмы National (рис. 1.20) выдает выходное напряжение, которое пропорционально разнице температуры между обоими преобразователями и используется для измерения градиента температуры в таких процессах, как, например, распознавание отказа вентилятора охлаждения, распознавание движения охлаждающего масла, а также для наблюдения за другими явлениями в охлаждающих системах. С измерительным преобразователем, находящимся в горячей среде (вне охлаждающей жидкости или в покоящемся воздухе более 2 мин), 50-омный потенциометр должен устанавливаться таким образом, чтобы выход выключался. Тогда как с преобразователем в прохладной среде (в жидкости или в подвижном воздухе продолжительностью 30 сек) должно находиться положение, при котором выход включается. Эти установки перекрываются между собой, но окончательная установка между тем дает в итоге достаточно стабильный режим. Рисунок 1.20 Схема детектора температур В схеме (рис. 1.21) используется высокоскоростной изолированный усилитель AD261K для высокоточного регулирования температуры лабораторной печи. Многодиапазонный мост содержит датчики с сопротивлением от 10 Ом до 1 мОм с делителями Кельвина—Варлея (Kelvin-Varley), которые используются для предварительного выбора точки управления. Выбор точки правления осуществляется с помощью переключателя на 4 положения. Для питания моста допускается применение неинвертирующего стабилизируемого усилителя AD741J, не допускающего синфазной погрешности напряжения. Пассивный фильтр на 60 Гц подавляет помехи на входе усилителя AD261K, который питает транзистор 2N2222A. Далее питание поступает на пару Дарлингтона и подводится 30 В к нагревательному элементу. Измерительный мост (рис. 1.22) образуется позистором (резистором с положительным температурным коэффициентом) и резисторами Rx R4, R5, Re. Сигнал, снимаемый с моста, усиливается микросхемой СА3046, которая в одном корпусе содержит 2 спаренных транзистора и один отдельный выходной транзистор. Положительная обратная связь через резистор R7 предотвращает пульсации, если достигнута точка переключения. Резистором R5 устанавливается точная температура переключения. Если температура опускается ниже установленного значения, то реле RLA включается. Для противоположной функции должны меняться местами только позистор и Rj. Значение резистора Rj выбирается так, чтобы приблизительно достичь желаемой точки регулировки. Рисунок 1.22 Регулятор температуры с позистором Схема регулятора (рис. 1.23) добавляет множество стадий опережающего сигнала к нормально усиленному выходу температурного датчика LX5700 от фирмы National, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать измерительные задержки. Коэффициент усиления по постоянному напряжению операционного усилителя LM216 будет установлен на значение, равное 10, с помощью резисторов с сопротивлением 10 и 100 мОм, что дает в итоге 1 В/°С на выходе операционного усилителя. Выход операционного усилителя активирует оптрон, который управляет обычным терморегулятором. Рисунок 1.23 Терморегулятор с оптроном Схема (рис. 1.24) используется для регулирования температуры в установке промышленного отопления, работающей на газе и обладающей высокой тепловой мощностью. Когда операционный усилитель-компаратор AD3H переключается при требуемой температуре, то запускается одновйбратор 555, выходной сигнал которого открывает транзисторный ключ, а следовательно, включает газовый вентиль и зажигает горелку отопительной системы. По истечении одиночного импульса горелка выключается, несмотря на состояние выхода операционного усилителя. Постоянная времени таймера 555 компенсирует задержки в системе, при которой нагрев выключается, прежде чем датчик AD590 достигает точки переключения. Позистор, включенный во времязадающую цепь одновибратора'555, компенсирует изменения постоянной времени таймера из-за изменений температуры окружающей среды. При включении питания во время процесса запуска системы сигнал, формируемый операционным усилителем AD741, минует таймер и включает нагрев отопительной системы, при этом схема имеет одно устойчивое состояние. Рисунок 1.24 Коррекция перегрузки Все компоненты терморегулятора находятся на корпусе кварцевого резонатора (рис. 1.25), таким образом, максимальная рассеиваемая мощность резисторов 2 Вт служит для того, чтобы поддерживать температуру в кварце. Позистор имеет при комнатной температуре сопротивление около 1 кОм. Типы транзистора некритичны, но должны иметь низкие токи утечки. Ток позистора примерно от 1 мА должен быть гораздо больше, чем ток базы 0,1 мА транзистора Q1. Если в качестве Q2 выбрать кремниевый транзистор, то нужно повысить 150-омное сопротивление до 680 Ом. Рисунок 1.25 В мостовой схеме регулятора (рис. 1.26) используется платиновый датчик. Сигнал с моста снимается операционным усилителем AD301, который включен как дифференциальный усилитель-компаратор. В холодном состоянии сопротивление датчика менее 500 Ом, при этом выход операционного усилителя приходит в насыщение и дает положительный сигнал на выходе, который открывает мощный транзистор и нагревательный элемент начинает греться. По мере нагревания элемента растет и сопротивление датчика, которое возвращает мост в состояние уравновешивания, и нагрев выключается. Точность достигает 0,01 °С. Рисунок 1.26 Регулятор температуры на компараторе Источник: https://soundbarrel.ru ingeneryi.info А.Н. Хиленко. г.Кременчуг. Полтавская обл. Предложена схема простого и надежного в работе термореле для инкубатора. Отличается малым потреблением электроэнергии, выделение тепла на силовых элементах и балластном резисторе незначительно.Предлагаю схему простого и надежного в работе термореле для инкубатора. Схема изготовлена, испытана, проверена в работе в непрерывном режиме в течение нескольких месяцев эксплуатации. Технические данные:Напряжение питания 220 В, 50 ГцКоммутируемая мощность активной нагрузки до 150 Вт.Точность поддержания температуры ±0,1 °СДиапазон регулирования температуры от + 24 до 45°С. Принципиальная схема устройства показана на рис.1. На микросхеме DA1 собран компаратор. Регулировка заданной температуры производится переменным резистором R4. Термодатчик R5 подключен к схеме экранированным проводом в хлорвиниловой изоляции через фильтр C1R7 для уменьшения наводок. Можно применить двойной тонкий провод, свитый в жгут. Терморезистор необходимо поместить в тонкую полихлорвиниловую трубку. Конденсатор С2 создает отрицательную обратную связь по переменному току. Питание схемы осуществляется через параметрический стабилизатор, выполненный на стабилитроне VD1 типа Д814А-Д. Конденсатор С3 - фильтр по питанию. Балластный резистор R9 для уменьшения рассеиваемой мощности составлен из двух последовательно соединенных резисто¬ров 22 кОм 2 Вт. С этой же целью транзисторный ключ на VT1 типа КТ605Б, КТ940А подключен не к стабилитрону, а к аноду тиристора VS1. Выпрямительный мост собран на диодах VD2-VD5 типа КД202К,М,Р, установленных на не-большие П-образные радиаторы из алюминия толщиной 1-2 мм площадью 2-2,5 см2 Тиристор VS1 также установлен на аналогичный ра¬диатор площадью 10-12 см2 В качестве нагревателя используются осветительные лампы HL1...HL4, включенные последовательно-параллельно для увеличения срока службы и исключения аварийных ситуаций в случае перегорания нити накала одной из ламп. Работа схемы. Когда температура термодатчика меньше заданного уровня, выставленного потенциометром R4, напряжение на выводе 6 микросхемы DA1 близко к напряжению питания. Ключ на транзисторе VT1 и тиристоре VS1 открыт, обогреватель на HL1...HL4 подключен к сети. Как только температура достигнет заданного уровня, микросхема DA1 переключится, напряжение на ее выходе станет близким к нулю, тиристорный ключ закроется, и обогреватель отключится от сети. При отключении обогревателя температура начнет понижаться, и когда она станет ниже заданного уровня, снова включатся ключ и обогреватель. Детали и их замена. В качества DA1 можно применить К140УД7, К140УД8, К153УД2 (Прим.ред. - подойдет практически любой операционный усилитель или компаратор). Конденсаторы любого типа на соответствующее рабочее напряжение. Терморезистор R5 типа ММТ-4 (или другой с отрицательным ТКС). Его номинал может быть от 10 до 50 кОм. При этом номинал R4 должен быть таким же.Печатная плата при используемой микросхеме DA1 типа КР140УД6 показана на рис.2.Устройство, выполненное из исправных деталей, начинает работать сразу.При испытании и работе следует соблюдать правила техники безопасности, так как устройство имеет гальваническую связь с сетью. Радiоаматор-Электрик №8/2001, стр. 23.Консультант портала по электронике С. Тинкован fermer.ru
схемы
и описание терморегуляторов
Основным узлом любого
инкубатора, как известно, является терморегулятор. В популярной
научно-технической литературе можно встретить большое количество схем,
позволяющих изготовить такое устройство самостоятельно. Выбор здесь
достаточно
широк и по схемотехническим решениям, и по элементной базе. Не смотря
на
значительные различия, есть одно обстоятельство, которое их объединяет:
все они
работают в так называемом "дискретном" режиме (нагрев-пауза-нагрев).
Такой режим нельзя признать оптимальным, т.к. он противоречит принципу
"природосообразности". В самом деле, не вскакивает ведь наседка
каждые 3–5 минут с гнезда. Обогрев яиц происходит непрерывно
при строго
определенной температуре. Поэтому при постройке собственного инкубатора
ставилась задача реализовать именно такой режим в работе
терморегулятора:
непрерывный (или "аналоговый"). Точность поддержания температуры
обогрева должна составлять ± 0,3 °C.
Силовой элемент (тиристор) управляется
фазоимпульсным методом. Принципиальная схема терморегулятора показана
на рис 1.
Рис.1 Принципиальная схема
терморегулятора.
Получилось простое
и достаточно экономичное устройство. Функционирует оно так. В момент
включения
нагревательный элемент работает на полную мощность. По мере повышения
температуры в инкубаторе, мощность нагревательного элемента плавно
уменьшается.
В рабочем режиме, при достижении температуры 38,2 °C,
устанавливается
термодинамическое равновесие, при котором количество тепла, получаемого
от
нагревателя, становится равным количеству тепла, рассеиваемому через
щели и
вентиляционные отверстия инкубационной камеры. Замеры показали, что в
рабочем
режиме инкубатор потребляет от сети примерно 10–12 Вт
(количество обогреваемых
яиц может достигать 300 штук). Учитывая, что инкубационный период
длится 21–31
день (в зависимости от вида птицы), последнее обстоятельство является
решающим
при оценке себестоимости продукции.
Назначение элементов схемы тиристорного
регулятора.
Транзисторы VT1, VT2 образуют аналог
однопереходного транзистора.
Диод VD9, включенный в обратном направлении, выполняет роль
термодатчика,
который установлен внутри инкубационной камеры. Когда температура
меньше
рабочей, сопротивление термодатчика велико, транзистор VT3 закрыт и не
оказывает влияние на работу однопереходного транзистора, тиристор
открывается в
начале каждого полупериода напряжения сети, нагревательный элемент
включен на
полную мощность. При повышении температуры в инкубационной камере,
сопротивление термодатчика VD9 уменьшается, транзистор VT3 переходит в
проводящее состояние и начинает шунтировать интегрирующий конденсатор
С1. Время
его зарядки увеличивается, аналог однопереходного транзистора (VT1,
VT2) станет
включаться позже. Время включенного состояния тиристора VS1 станет
меньше,
мощность нагревательного элемента уменьшится. При достижении рабочей
температуры в камере, транзистор VT3 будет почти полностью открыт, а
время
включенного состояния тиристора станет минимальным, мощность
нагревательного
элемента также станет минимальной. Он будет отдавать в камеру столько
тепла,
сколько она теряет через вентиляционные отверстия. Такое состояние
теплового
равновесия будет сохраняться сколь угодно долго. Если температура в
камере
начнет понижаться (например, приоткрыть дверь камеры), то сопротивление
термодатчика VD9 увеличится, сопротивление коллектор-эмиттер
транзистора VT3
станет больше, интегрирующий конденсатор станет заряжаться быстрее,
аналог
однопереходного транзистора, и тиристор будут открываться раньше,
нагревательный элемент будет дольше подключен к сети, количество тепла
станет больше.
Так будет до тех пор, пока температура не повысится до рабочей. Если
температура станет повышаться выше рабочей, сопротивление термодатчика
станет
еще меньше, транзистор VT3 откроется полностью и "закоротит"
интегрирующий конденсатор С1, тиристор VS1 выключится, нагревательный
элемент
отключится от сети. При понижении температуры процесс пойдет в обратном
направлении. Переменный резистор R6 задаёт значение рабочей температуры
в
инкубационной камере. Стабилитрон VD8 стабилизирует работу аналога
однопереходного
транзистора. Если его исключить, точность поддержания температуры в
инкубаторе
станет равной ±1,5°C, что, конечно, не допустимо.
Диод VD5 защищает транзисторы
VT1, VT2 от пробоя. Последовательно включенные стабилитроны VD6, VD7
можно
заменить одним стабилитроном, у которого напряжение стабилизации равно
сумме
напряжений стабилизации VD6 и VD7. Резистор R3 определяет напряжение
открывания
аналога однопереходного транзистора. На начальном этапе настройки
вместо него
включают переменный резистор сопротивлением 20 кОм, стабилитрон VD8
также
временно отключают. Добиваются устойчивой работы терморегулятора в
рабочем
режиме. Отключают терморегулятор, измеряют сопротивление переменного
резистора,
и вместо него подключают постоянный резистор такого значения. Эта
операция
наиболее ответственна, и её, возможно, придется повторить несколько
раз, чтобы
наиболее точно подобрать R3, может быть также понадобится уточнить
значение
резистора R2. Транзистор VT3 должен иметь коэффициент усиления по току
β=60-100. Большие значения коэффициента усиления делают
терморегулятор слишком
чувствительным, и даже незначительные флуктуации теплового потока в
инкубационной камере изменяют режим его работы: он становится
"колебательным". Меньшие значения коэффициента снижают точность
поддержания температуры.
Элементная база.
В терморегуляторе использованы постоянные
резисторы R2, R3, R5
типа МЛТ, ВС-0,25, R1-МЛТ-2, R6-СП4-2М, СПО-1, конденсатор С1-МБМ,
К71-5 на
напряжение не менее 160 В, транзистор Т1 можно заменить на МП-39,
МП-41,
КТ-501, КТ-3107, транзистор Т2- на МП-36, МП-38, КТ-503, КТ-3102, Т3-
на
КТ-611, КТ-503, диоды VD1- VD4- на КД202К, КД202Л, КД202Н, КД202Р,
КД202С, диод
VD5- на Д226В. У транзисторов Т1 - Т3 могут быть любые буквенные
индексы. В
качестве термодатчика VD6 можно использовать р-n- переходы германиевых
транзисторов МП-40, МП-41, МП-42, МП-26. Тиристор VS1 можно заменить на
КУ201К.
Стабилитроны VD6, VD7, VD8-на Д814А. Реле К1 - импортное TSG1, с одной
парой
замыкающих и одной парой размыкающих контактов. Катушка реле К1
рассчитана на
напряжение 220 В. Нагревательный элемент–две параллельных
цепи ламп (одна в
верхней части камеры, другая – в нижней). В каждой цепи
– две последовательно
включенных лампочки по 100 Вт каждая. Общая максимальная мощность
нагревательного
элемента не должна превышать 100 Вт при использовании тиристоров серии
КУ201. К
корпусу тиристора прикручивают медную или алюминиевую пластину площадью
не
менее 9 см2, которая будет выполнять роль теплового радиатора. Если
мощность
нагревательного элемента будет превышать 100 Вт, то тиристор VS1
заменяют на
КУ202Н или КУ202М, а резистор R1 должен иметь мощность теплового
рассеяния ≥5
Вт, диоды VD1 – VD4 также должны выдерживать возросшую
токовую нагрузку. В
авторском варианте при сборке терморегулятора использовалась
текстолитовая
плата и применялся навесной монтаж. При наличии соответствующих навыков
можно
изготовить печатную плату, один из вариантов которой приведён на рис.2.
рис.2 Печатная плата.
Пропорциональный
термостабилизатор для инкубатора
Этот
терморегулятор использует
вертикально-фазовый метод
регулирования мощности в нагревательном элементе. На компараторе VT1
сравниваются сдвинутое на 90 эл.градусов напряжение со вторичной
обмотки трансформатора
Тр1 и постоянное напряжение разбаланса моста, усиленное дифкаскадом
VT4, VT5,
через повторитель VT3. В момент равенства сигналов, через усилитель
мощности
VT2, ток управления открывает тиристор VD4. Терморезистор R12 находится
в
корпусе инкубатора, в месте закладки яиц, и защищен от лучевого
излучения
нагревателя. Благодаря обратной связи через терморезистор температура
воздуха в
инкубаторе стабилизируется. В отличие от ключевых схем, изменение
мощности в
нагревательном элементе пропорционально величине отклонения
температуры.
Регулятор использует один полупериод сетевого напряжения, поэтому
мощность
нагревателя (обычно используют лампы накаливания) необходимо увеличить
вдвое,
по отношению к достаточной для достижения заданной температуры в вашей
конструкции инкубатора. При первичном включении инкубатора процесс
установления
рабочей температуры носит колебательный затухающий характер, из-за
инерционности обратной связи через воздух и термодатчик. После прогрева
происходит захват и пропорциональное регулирование. Из-за
гальванической связи
с питающей сетью схему необходимо изолировать от пользователя (и
терморезистор
то-же). Не
спешите закладывать яйца - дайте
поработать инкубатору хотя
бы сутки, а вы за это время проградуируйте шкалу потенциометра с
помощью
лабораторного термометра. Да и неожиданный отказ ненадежных элементов
чаще
происходит в первые часы работы (справедливо для любых схем). При
необходимости
иметь большие пределы рабочей температуры, надо увеличить номинал
потенциометра
R14. При ином номинале терморезистора измените пропорционально элементы
моста
R9, R11, R14, R15. Максимальная мощность нагревателя определяется типом
примененного тиристора. При установке более мощного тиристора
необходимый ток
управления подберите резистором R7. Небольшой радиатор для тиристора
обычно
необходим. Сопадение фаз управления и анодного напряжения тиристора
добейтесь
поменяв местами концы первичной обмотки Тр1, если он не открылся сразу
при
холодном датчике.
Многим радиолюбителям
известен так называемый "триггерный
эффект"
на пороге срабатывания термо-, фотореле, автоматического зарядного
устройства и
т.п. Устройство может сработать нормально десятки раз, но иногда бывает
такой
неприятный момент, когда исполнительное реле включится, сразу же
выключится,
опять включится и т.д. Такое явление может проявляться довольно
длительное
время - "подгорают" контакты реле, да и ресурс времени работы реле не
безграничен. Если в схеме применены тиристоры, то при частом
включении-выключении они могут греться и выходить из строя, а также
давать
помехи в питающую сеть. На рис.1 показана схема
терморегулятора на реле,
в котором такое вредное явление, как "триггерный эффект",
отсутствует.
Предположим, что данный терморегулятор используют для
регулировки
температуры воздуха в инкубаторе. Если температура в инкубаторе ниже
+38°С
(выставляют переменным резистором R4), сопротивление терморезистора R3
сравнительно большое и компаратор на DA1 находится в режиме
положительного
насыщения, транзисторы VT1 и VT2 открыты, реле К1 притянуто, и
происходит
нагревание воздуха в инкубаторе. При достижении в инкубаторе
температуры +38°С
сопротивление терморезистора R3 становится меньше и компаратор
перебрасывается
в состояние отрицательного насыщения (на выходе потенциал общего
провода),
закрываются транзисторы VT1 и VT2, реле К1 отпускает. В связи с тем,
что
последовательно с резистором R1 включен резистор R2, который
шунтируется
нормально замкнутыми контактами реле К1, реле включается при одной
температуре,
а выключается при другой, т.е. поддерживается температура в инкубаторе
в
пределах, например, +37,5...38°С. Необходимая разность
температур
обеспечивается подбором резистора R2. Таким образом, такое вредное
явление, как
"триггерный эффект", в данной схеме терморегулятора отсутствует.
Напряжение срабатывания реле К1 должно быть не ниже 10 В, контакты реле
должны
выдерживать коммутируемый переменный ток и быть рассчитаны на
напряжение не
менее 250 В. Печатная плата
терморегулятора
показана на
рис.2.
На рис.3 показана
схема
терморегулятора с
тиристором в силовой части,
которая также свободна от явления "триггерного эффекта".
Предположим, что
данный
терморегулятор также используют для
инкубатора,
необходимая температура воздуха в нем должна быть в пределах
+38...39°С (данный
диапазон температур выставляют переменным резистором R4). На ОУ
микросхемы DA1
выполнен двухпороговый компаратор. Если температура в инкубаторе ниже
+38°С,
сопротивление терморезистора R3 сравнительно большое, и оба компаратора
находятся в состоянии положительного насыщения (уровень лог."1" на их
выходах). На логических элементах DD1.2, DD1.3 построен RS-триггер.
Если
температура воздуха в инкубаторе ниже +38°С, на входе S
RS-тригге-ра
присутствует лог."0" (после инвертора DD1.1), на входе R -
лог."1", триггер находится в "единичном" состоянии
(лог."0" на его инверсном выходе 4 DD1.3). При этом транзистор VT1
закрыт, на управляющий электрод тиристора VS1 подается положительный
потенциал
относительно его катода, тиристор открыт, нагревательный элемент Rн
включен.
При достижении температуры воздуха в инкубаторе +38°С
сопротивление
терморезистора R3 уменьшается, компаратор на DA1.1 перебрасывается из
состояния
положительного насыщения в состояние отрицательного насыщения, на его
выходе
устанавливается лог."0", на входе S триггера - лог."1", но
триггер остается в "единичном" состоянии, нагревательный элемент RH
включен. Когда температура воздуха в инкубаторе достигнет значения
+39°С,
лог."0" появится и на выходе компаратора DA1.2, который по входу R
RS-триггера установит его в "нулевое" состояние. При этом на выводе 4
DD1.3 появится лог."1", которая откроет транзистор VT1, на
управляющем электроде тиристора VS1 установится низкий потенциал
относительно
его катода, тиристор закроется, и нагреватель отключится от питающей
сети.
Когда температура воздуха в инкубаторе станет ниже +39°С, но
выше +38°С, в
состояние положительного насыщения установится компаратор DA1.2, но
лог."1" на входе R триггера не изменит его нулевого состояния, и
нагреватель по-прежнему будет отключен. И только при понижении
температуры
воздуха в инкубаторе ниже +38°С, в состояние положительного
насыщения
установится компаратор DА 1.1, на вход S триггера поступит лог."0",
который включит в работу нагреватель Rн. Таким образом, температура в
инкубаторе поддерживается в пределах +38...+39°С (необходимую
разность
температур достигают подбором сопротивления резистора R2), и явление
"триггерного эффекта" в данной схеме терморегулятора отсутствует.
Печатная плата терморегулятора показана на рис.4.
При
налаживании и эксплуатации
устройства необходимо
соблюдать осторожность и не касаться деталей, так как в схеме
присутствует
потенциал сети. Целесообразно для более точной и плавной регулировки
температуры подобрать переменный резистор R4 (также и в схеме рис.1).
Диоды
VD1-VD4 можно исключить. В этом случае на нагревателе Rн будет только
одна
полуволна сетевого напряжения, т.е. при мощности 500 Вт на нагревателе
будет
выделяться 250 Вт, и значительно возрастет надежность и долговечность
самого
нагревателя. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 должно
быть в
пределах 13...16 в.
Еще схемы
masterovoi2009.ucoz.ru Данная электрическая схема простого терморегулятора спроектирована для поддержания стабильной температуры воды в небольшом аквариуме либо в инкубаторе. Диапазон регулируемой температуры воды в аквариуме составляет от 15 до 30 С, с погрешностью в районе примерно 0,5 С, которая зависит главным образом от точностью разметки регулятора (на схеме переменный резистор R2). Принципиальная электрическая схема регулятора изображена на рисунке 5.1.1.Схема реализована на интегральном компараторе DA1 марки 554СА3. Роль силового радиоэлемента играет тиристор VS1 марки КУ202М. Микросхема DA1 запитана от стабилизатора на радиоэлементах VD1, R11. На прямой ввод компаратора подходит опорное напряжение с делителя R1, R2. Благодаря потенциометру R2 возможно менять размер опорного напряжения, а следовательно и температуру, при которой переключается компаратор. На противоположный ввод компаратора (вывод 4 DA1) идет замеряемое напряжение, размер которого задается сопротивлением терморезистора R4 (датчика температуры воды в аквариуме). В случае если напряжение на выводе 4 DA1 больше напряжения на ее выводе 3, на выходе микросхемы возникает лог. 0. По электроцепи +12 В — R8 — вывод 9, 2 IC1 — R9 протекает ток, который отпирает тиристор VS1 и вкл светодиод HL1. Когда тиристор VS1 отпирается, электроцепь питания нагревателя воды в аквариуме замыкается и он подогревает воду. Если температура воды увеличивается, сопротивление терморезистора R4 становится меньше. Когда напряжение на вывод 4 DA1 оказывается ниже напряжения вывод 3, компаратор меняет свое состояние на выходе и тиристор отключается. В итоге нагреватель выключается от сети. Светодиод HL1 возможно использовать произвольной на ток 10…15 мА, к примеру АЛ307. Терморезистор R4 — марки КМТ1, КМТ2. Тиристор реализована VS1 марки КУ202М возможно поменять на КУ202Н. Взамен стабилитрона VD1 марки Д816А возможно использовать КС518А, КС216Ж. Регулировка электрической схемы сводится к подбору значения сопротивления R10 для стабильного открывания тиристора VS1. После размечают шкалу терморегулятора температуры R2 при помощи образцового термометра. В конце следует отметить, что гальваническая развязка электрической схемы с сетью отсутствует, в связи с этим к настройке электрической схемы следует подойти с особой осторожностью. Терморезистор R4 должен быть хорошо заизолирован. Возможно настроить схему, применяя отдельный блок питания с выходным напряжением 15-20 вольт и током нагрузки 0,5 ампер. Для контроля активного состояния тиристора последовательно с ним подключают светодиод АЛ307 и сопротивление 1 кОм. И разумеется, в этом случае к электросети прибор не подключают. После регулировки электрической схемы отключают от нее внешний блок питания и испытывают функционирование регулятора в реальном режиме. «Конструкции и технологии в помощь любителям электроники», Елагин Н.А fornk.ru На рис. 4.6 приведена принципиальная электрическая схема простого терморегулятора, работающего на активную нагрузку от двух датчиков температуры, собранных на терморезисторах. В данном электронном устройстве использованы физические свойства активных элементов — полупроводниковых нелинейных резисторов, которые заключаются в способности изменять свое электрическое сопротивление под влиянием управляющих воздействий —температуры, напряжения или электромагнитного поля. В данном случае применены терморезисторы, которые в технической литературе называют гермисторами (TP) — полупроводниковые резисторы с Рис. 4.6. Схема терморегулятора с двумя термодатчиками. нелинейной вольт-амперной характеристикой. Их отличительной особенностью является резко выраженная зависимость электрического сопротивления от температуры. Существуют термисторы как с отрицательным, так и с положительным температурным коэффициентом сопротивления — позисторы. Как правило, терморезисторы используются в системах дистанционного и централизованного измерения и регулирования температур. может быть использован в устройствах противопожарной сигнализации, теплового контроля и защиты машин и механизмов, в схемах температурной компенсации ряда элементов электрических цепей и контуров, в частности для термокомпенсации кварцевых резонаторов и генераторов, для стабилизации режимов транзисторных каскадов, измерения мощности, вакуума, скоростей движения жидкостей и газов, а также в качестве дистанционных бесконтактных переменных резисторов, ограничителей и предохранителей, реле времени, стабилизаторов напряжения, в схемах размагничивания масок цветных кинескопов и др. Настоящая принципиальная схема разработана для домашнего овощехранилища, устанавливаемого на балконе жилого дома в городе. Электронное устройство можно укрепить в специальном ящике-контейнере с крышкой для хранения картофеля взимнеевремя на балконе, неопасаясьто- го, что он замерзнет или испортится от переизбытка тепла. Устройство обеспечивает сохранение температуры в заданных пределах с точностью 4=2 °С. Объем сохраняемого картофеля ил и других овощей зависит от конструкции хранилища, типа примененного ТЭН, его мощности и правильной эксплуатации автоматического устройства. Предлагаемый для изготовления терморегулятор характеризуется простотой схемно-технического решения, небольшим количеством использованных в схеме комплектующих ЭРЭ и отсутствием дефицитных деталей. Особенностью терморегулятора является то, что он включает в свой состав два термодатчика, работающих автономно и независимо друг от друга. Терморегулятор сохраняет свою полную работоспособность при функционировании даже только одного датчика. Но более высокая надежность и долговечность гарантируются при работе обоих датчиков. Схема обеспечивает постоянное включение ТЭН при обрыве одного из соединительных проводников любого датчика. Замыкание проводников также не влияет на изменение заданной температуры. Максимальная мощность электронного терморегулятора зависит от примененных в схеме тиристора и выпрямительных диодов. В данном случае при номиналах элементов, указанных на схеме, мощность нагрузки R10 находится в пределах от 200 до 210 Вт. ИМС DA1 выполняет функции компараторов с порогом срабатывания примерно 100 — 110 В, а также буферную функцию, обеспечивающую нужный характер ОС в системе терморегулирования. Нагреватель R10 не получает питания до тех пор, пока напряжение на входах ИМС (выводы / и 2, 5 и 6) меньше порога переключения. В это время открытый транзистор VT1 шунтирует управляющий электрод тиристора VS/. Если в термостате установлен порог срабатывания 2 °С, а наружный воздух имеет значительно меньшее значение, например —20 °С, то температура внутри термостата начнет постепенно снижаться, и при заданном значении, когда сопротивление терморе- зисторов-увеличится, происходит переключение элементов микросхемы и на ее выходе появляется низкий уровень логического нуля. Низкий уровень на выходе 11 микросхемы через резистор R8 закроет транзистор VT1, а ток, протекающий через резистор R9, откроет тиристор VS1, и напряжение электропитания будет подано на ТЭН. По мере нагревания воздуха внутри термостата одновременно нагреваются и терморезисторы, их сопротивление уменьшается, и в некоторый момент нагреватель обесточится. На входе устройства установлена индикаторная лампочка, мощность которой обеспечивает работу электронного термометра и служит одновременно и индикатором, и предохранителем. Ток, протекающий через эту лампочку, должен быть в 1,5 раза больше тока, потребляемого нагревателем, который работает от сети переменного тока напряжением 220 В. Если это условие не соблюдается, то лампочка перегорает. Падение напряжения на лампочке при эксплуатации термометра не превышает 3,5 В. При изготовлении терморегулятора с двумя термодатчиками использованы следующие комплектующие элементы общего назначения: транзистор VT1 типа КТ315Б; тиристор VSI типа КУ208Г; ИМС DA1 типа К176ЛА7; конденсаторы С/ типа К50-6-50В-100 мкФ, С2 — К50- 6-16B-500 мкФ; резисторы R1 типа С5-35В-7,5Вт-22 кОм, R2 — СПЗ- 4М-0,25Вт-А-15 кОм, R3 — ВСа-0,25-22 кОм, R4 — KMT-4-15 кОм, R5 — СПЗ-4М-0,25Вт-А-15 кОм, R6 — ВСа-0,25-22 кОм, R7 — KMT-4- 15 кОм, R8 — ВСа-0,25-10 кОм, R9 — BCa-0,25-1,5 кОм, R10 — ТЭН; выпрямительные диоды VD1—VD4 типа Д233Б; стабилитрон VD5 типа Д814Б; индикаторная лампочка HI типа МН-6,ЗВ-0,22 А; переключатель S1 типа П1Т-1-1; плавкий предохранитель F1 типа ПМ-1-0,25 А; электрические соединители XI типа «вилка», Х2 и ХЗ типа КМЗ-1 приборные. При изготовлении терморегулятора можно произвести замену комплектующих ЭРЭ, которые не повлияют на основные электрические параметры и эксплуатационные характеристики. Например, выпрямительные диоды типа Д233Б можно заменить на диодную сборку типа КЦ405А или диоды типа КД226Г; резисторы типа ВСа — на МЛТ, УЛИ, МТ, С2-14; конденсаторы типа К50-6 — на К50-3, К50-16, К50-20; тиристор типа КУ208Г — на КУ201Л, КУ218Г, КУ202М; стабилитрон типа Д814Б — на Д814А. Регулировка устройства производится по контрольным точкам с точно установленной температурой. Среда, в которой заведомо известна температура, может быть выбрана для помещения в нее сначала одного датчика, а затем второго. Движок соответствующего переменного резистора R2 или R5 устанавливают в такое положение, когда даже незначительное изменение температуры приводит к срабатыванию устройства. При повышении температуры напряжение, подаваемое на ТЭН, должно отключаться, а при соответствующем понижении — включаться. Конструкция терморегулятора произвольная, может быть выполнена в БНК или в традиционной форме ИП. Термодатчики изготавливаются в конструкциях, соответствующих назначению самого прибора, и полностью зависят от места установки их в бытовых изделиях и условий эксплуатации. Термодатчики соединяются с прибором с помощью экранированного двухпроводного кабеля с двойной изоляцией. При эксплуатации устройства необходимо соблюдать правила электробезопасности. Техническая характеристика терморегулятора с двумя термодатчиками Номинальное напряжение питающей сети переменного тока, В ……………………………….. 220 Номинальная частота питающей сети переменного тока, Гц ……………………………… 50 Пределы изменения напряжения питающей сети, при которых обеспечивается устойчивая эксплуатация терморегулятора, В ………………. 190—240 Пределы изменения частоты питающей сети переменного тока, Гц 49,5—50,5 Номинальное напряжение питания ТЭН, В……… 220 Пределы измерения и регулирования температуры в термостатах, °С…………………………………………… —25… + 100 Точность установки срабатывания терморегулятора, °С………………………………………. 0,2 Оптимальная температура терморегулирования двумя термодатчиками, °С …………………………………………. 0 Помехозащищенность терморегулятора при воздействии внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее ……………………………………….. 120 Сопротивление изоляции токоведущих проводников между собой и корпусом, МОм ………………………… 20 Кпд, %, не менее ……………………………………… 95 Литература: Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил. nauchebe.net Купить Pадиолюбительские наборы "MАСТЕР КИТ", "E-KIT","Radio-KIT","КITLAB", "Чип Набор" Терморегулятор можно сделать в домашних условиях. Ниже приведены несколько вариантов терморегуляторов. Пример №1 Предлагается простой регулятор температуры прогрева воды, выполненный на интегральном компараторе К554САЗ. Как известно, выходное напряжение компаратора может находиться лишь, на стандартных уровнях логической 1 или 0 в зависимости от соотношения напряжений сигнала Uсигн опорного напряжения Uoп. Выходная мощность К554САЗ достаточна для управления исполнительным реле. Таким образом, не требуется мощного дополнительного выходного транзистора. Пределы регулирования температуры воды для аквариума можно ограничить пределом от 16 до 30° С. Точность регулирования в основном определяется градуировкой регулятора и составляет t = 0,5° С. Схема регулятора представлена, на рис. Резисторы R1 - R4 включены по мостовой схеме. Диагональ моста подключена к компаратору DА1. При превышении напряжением сигнала Uсигн опорного напряжения Uoп на выходе DА1 появляется логический 0. Реле К1 включается и своими контактами К1.1 и К1.2 подключает нагревательный элемент ЕК к напряжению ~220В, при этом включается контрольная лампочка НL2 "Нагрев”. При нагревании воды сопротивление терморезистора R4 уменьшается, и при достижении Uсигн < U oп компаратор переключается. Реле отключается, и нагрев воды прекращается. Для получения более высокой температуры нагрева воды надо уменьшить Uoп, т. е. уменьшить сопротивление резистора R2. Для градуировки устанавливают рядом термосопротивление R4 и термометр в емкости с водой. Замерив температуру воды и при необходимости подогревая ее до нужной температуры (например, 20° С), устанавливают движок резистора R2 в положение, когда дальнейший его поворот включает реле К1 (контроль по светодиоду НL2). Точность градуировки ± 0,5° С. Детали. Реле К1 - типа РЭС-9, паспорт РС4.524.200. Ее контакты могут управлять тринистором, включенным в диагональ диодного моста в цепи нагревателя Rн, или симистором (см. риса , б ). Если удастся приобрести оптрон АОУ103В, можно вообще обойтись без реле. Примеры использования этого оптрона для коммутации цепи питания электронагревателя показаны, на (рис в и г ). Терморезистор R4 - типа КМТ1, КМТ2. Применены неоновые лампы ТН-0,2-1. Трансформатор Т1 - на напряжение 220В/27В, вторичная обмотка рассчитана на силу тока 200...300 мА. В качестве нагревательного элемента использованы четыре сопротивления типа ПЭВ-20 по 1500 Ом каждый, включенные параллельно. Это дает мощность нагревателя 100 Вт. Нагревательный элемент помещен в стеклянную трубку диаметром 20 мм и длиной 200...250 мм. Для лучшего теплообмена со средой свободное пространство в трубке засыпано кварцевым. песком. Пробка залита эпоксидной смолой. Терморезистор помещен в стеклянную трубку диаметром 7 мм. Один конец трубки оплавлен, второй залит эпоксидной смолой. Следует обратить особое внимание, на тщательность изготовления нагревателя с точки зрения электробезопасности. Нагреватель рассчитан, на аквариум емкостью 50...100 л, При этом нагреватель помещают в зону аэрации для снижения градиента температур по объему аквариума. Можно избежать изготовления самодельного нагревательного элемента, если использовать, например, выпускаемый промышленностью электрокипятильник мощностью не более 200 В А или какой-либо другой готовый прибор с подходящей мощностью. Пример №2 Этот терморегулятор разрабатывался для поддержания необходимой температуры в аквариуме с тропическими рыбками, но благодаря своей универсальности его можно использовать в других случаях когда требуется поддерживать температуру воды или воздуха в пределах 10 - 60° С и управлять нагревателем мощностью до 2 кВт. Терморегулятор имеет полную развязку от электросети и исключает попадание сетевого напряжение в емкость с водой, температура которой контролируется. Точность поддержания температуры достаточно высока - отклонение допускается в пределах одного градуса. Еще одно достоинство - использование в конструкции широкодоступной элементной базы. Принципиальная схема терморегулятора показана, на рисунке. Она содержит измерительный узел построенный на транзисторах VT1 и VT2 по схеме триггера Шмитта, исполнительное устройство на транзисторах VT3 и VT4 и на электромагнитном реле Р1, а также гальванически развязанный от сети источник питания на трансформаторе Т1. Триггер Шмитта следит за сопротивлением терморезистора R1, а именно за напряжением, образованным делителем из резисторов R1, R3 и R2. Когда сопротивление резистора R1, уменьшаясь под действием температуры, проходит через нижний порог срабатывания триггера. Триггер своим выходным сигналом при помощи коммутирующего устройства выключает нагревательный элемент и нагрев Купить Pадиолюбительские наборы "MАСТЕР КИТ", "E-KIT","Radio-KIT","КITLAB", "Чип Набор" В процессе настройки нужно подобрать номинал R9 так чтобы реле надежно срабатывало и отпускало. В редких случаях требуется подбор и R4. Температурный диапазон устанавливается резистором R2, а температура, которую нужно поддерживать - резистором R3. В авторском варианте роль нагревательного элемента играет паяльник, на 100 Вт, погруженный в бутылку с широким горлышком (молочную на поллитра), заполненную речным песком. Горлышко бутылки должно возвышаться, на поверхностью воды, так чтобы вода в нее не попадала. К резистору R1 подпаяны провода, и затем он залит эпоксидной смолой (включая и места пайки) так чтобы он не имел электрического контакта с водой. Пример №3 напряжение питания - 220 вольт, 50 герц;коммутируемая мощность активной нагрузки — 100 ватт;дифференциал (время между включением и отключением нагрузки) — не более 0,5 секунды. Купить Pадиолюбительские наборы "MАСТЕР КИТ", "E-KIT","Radio-KIT","КITLAB", "Чип Набор" Пример №4 Мощность нагревателя не должна, превышать 200 Вт. Если мощность необходимо увеличить, следует подобрать тринистор VЗ и соответственно мощность выпрямителя V4. Так; для мощности нагревателя 2000 Вт потребуются тринистор КУ202М и диоды Д246 (4 шт.), которые включают по схеме выпрямительного моста. Тринистор и диоды придется установить на радиаторах с поверхностью охлаждения-300 см 2 (для тринистора) и 70 см 2 (для каждого диода). Терморезистор RЗ может быть любого типа, например КМТ-1, КМТ-4, КМТ-12, МТ-6 и др. Пример №5 Он разработан группой ребят под руководством Сергея Овсенева и позволяет поддерживать заданную температуру в небольшом аквариуме с точностью до 2°. Чувствительным элементом термерегулятора - датчиком температуры, является терморезнстор R 2. Он включен в делитель напряжения R1 - R З. Снимаемое с терморезистора постоянное напряжение поступает на усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах VI, V 2. Нагрузка усилителя - электромагнитное реле К1, контакты которого включены в цепь электрического нагревателя (на схеме для простоты не показан). Пока температура не достигла заданной, через обмотку реле протекает ток и нагреватель включен. При повышении температуры воды до определенного значений сопротивление датчика R 2 уменьшается настолько, что реле отпускает и своими контактами отключает нагреватель. Температуру срабатывания автомата устанавливают подстроечным резистором R З. ПРОСТОЙ ТЕРМОСТАТ Сейчас в литературе есть множество описаний термостатов и терморегуляторов на микросхемах, логических микросхемах, микроконтроллерах. Но бывает необходимость и в предельно простых схемах, по которым можно сделать термостат практически из того что есть дома, и в короткий срок. Описываемый здесь термостат можно использовать для поддержания температуры устанавливаемой в довольно широких пределах. Его можно использовать для поддержания положительной температуры зимой в овощехранилищах, или в сауне, или для поддержания комфортной температуры в жилом помещении. Все зависит от величины сопротивления резистора R3. которое, устанавливают при налаживании (пределы от нуля до 2 мегаом).Сопротивление R-R2 вместе с сопротивлением терморезистора R1 образует делитель напряжения на базе транзистора VT1. Схема на транзисторах VT1 и VT2 образует триггер Шмитта, а база VT1 является его входом. Когда температура ниже установленной величины, которую нужно поддерживать, сопротивление R1 велико, и ток базы транзистора VT1 низок на столько что он закрывается. Напряжение на его коллекторе при этом растет и приводит к открыванию транзистора VT2 В результате симистор VS1 открывается и включает питание нагревателя. А за счет тока через транзистор VT2 напряжение на эмиттере VT1 немного увеличивается, что фиксирует триггер а таком состоянии, создавая гистерезис. Когда температура повышается вследствие работы нагревателя сопротивление R1 уменьшается и ток базы VT1 растет. В некий закрывается и нагреватель выключается. Купить Pадиолюбительские наборы "MАСТЕР КИТ", "E-KIT","Radio-KIT","КITLAB", "Чип Набор" Практически получается параметрический стабилизатор из этого стабилитрона и реактивного сопротивления СЗ. Пульсации сглаживает конденсатор С2. В схеме используются постоянные резисторы типа МЛТ 0,125. Терморезистор КМТ-4 с отрицательным ТКС Налаживание. Нужен термометр. Поместить терморезистор в стеклянную пробирку, засыпать песком и заткнуть герметично резиновой пробкой, выпустив через неё провода, и поместить его в эту воду. Нагреть воду до нужной температуры включения нагревателя (следя по термометру). Подобрать сопротивление R3 таким, чтобы при этой температуре нагреватель включался, а при превышении её выключался. Разницу между температурами включения и выключения (гистерезис) можно установить подбором R5 в небольших пределах. Работая с термостатом учтите, что он питается непосредственно от электросети, и все его детали под потенциалом сети, поэтому необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с электроустановками. Кувшинов А.Н. Продолжение обзора www.junradio.com Простые терморегуляторы. Принципиальная схема терморегулятор
BIGBEN Mobile Blog: Простые терморегуляторы
С помощью диода Д1 на паяльник подаются положительные полупериоды сетевого напряжения 220 В. Отрицательные полупериоды подаются через тринистор Д2, который управляется переменным резистором R2. Резистор R1 служит для ограничения тока управляющего электрода и вместе с конденсатором С1 создает необходимый для регулировки сдвиг фазы. 
На транзисторах Т1 и Т2 собран триггер Шмитта. Переменные резисторы R2 и R5 служат для установки порога его опрокидывания. В качестве термочувствительного элемента использован терморезистор R1 типа КМТ-10. Назначением резистора R3 является снижение сопротивления между базой Т1 и шиной питания до 30 кОм. В цепь коллектора транзистора Т2 включена обмотка реле Р1. Диод Д2 защищает ранзистор от пробоя возникающей ЭДС самоиндукции обмотки реле.Триггер питается стабилизированным напряжением благодаря использованию стабилитрона ДЗ. Схема имеет бестрансформаторное питание с гасящим конденсатором СЗ и выпрямительным мостом на диодах Д4-Д7. Конденсаторы С1 и С4 предназначены для устойчивого срабатывания реле и снижения нагрузки на его контакты Р1/1. Лампочка Л1 сигнализирует о подаче питания на устройство.Вместо транзисторов МП42Б можно использовать КТ361Б, а вместо диодов Д226Б - КД105Б. В регуляторе использовано открытое электромагнитное реле типа МРЦ-1, паспорт Ю.171.80.33. 
СХЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛЯТОРОВ » Портал инженера
ТЕРМОРЕГУЛЯТОР ДЛЯ ИНКУБАТОРА | Fermer.Ru - Фермер.Ру - Главный фермерский портал
Для умельцев - схемы терморегуляторов
Схема простого терморегулятора для небольшого аквариума
Описание работы терморегулятора аквариума
Детали простого терморегулятора для небольшого аквариума
Терморегулятор с двумя термодатчиками | Техника и Программы
Терморегуляторы для дома и не только. - 24 Октября 2012 - Портфель
Существуют различные мнения по поводу применения терморегуляторов. Некоторые аквариумисты считают, что применение терморегулятора, стабилизирующего температурный режим, нарушает естественное суточное колебание температуры в водоеме. Известно, что днем температура воды повышается за счет нагрева ее солнцем, а в ночное время вода остывает. В тропиках эти колебания обычно не превышают 1 - 2° С. В аквариуме, где применяется терморегулятор, температура воды днем и ночью примерно одинакова. Но, как показывает практика, рыбы и растения чувствуют себя в аквариуме с терморегулятором не только не хуже, а даже значительно лучше, чем без него. Кроме того, исключается случайный перегрев воды. 
Терморезистор может быть ММТ-1, ММТ-9, ММТ-13, КМТ-12 сопротивлением 1..10 кОм. Его покрывают тонким слоем эпоксидной смолы. Реле РЭС-15, паспорт РС4.591.003, пойдёт и РЭС-10, паспорт РС4.524.302 (в этом случае придется заменить стабилитрон Д814В на Д814Д и подобрать резистор R 5 для обеспечения нужного тока срабатывания реле. Контакты применяемого реле рассчитаны на сравнительно небольшой ток коммутации, поэтому при использовании терморегулятора для аквариума с мощным нагревателем следует установить промежуточное реле и подключить его обмотку к источнику питания через контакты реле К1.
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: