ТЭС -50°С (О "К) (223 "К)

25 "С (298-ю

150-С (423-К)

О "С (273 "К)

100 "С (373 -К)

227 "С (500 "К) Температура (°)

Рис. 6.5. Температурная характеристика микросхемы LM 335

По характеристике, приведенной на рис. 6.5, видно, что выходное напряжение меняется от 2,23 В при -50 °С (223 °К) до 4,23 В при +150 "С (423 "К). Эти параметры удачно соотносятся с рабочим диапазоном описываемых АЦП - от О до 5 В.

Если не ввести в схему элементы калибровки, то несоответствие между температурой и выходным напряжением в наихудшем случае может достигать 9 °К. Следовательно, для выполнения задач, рассматриваемых в книге, требуется предусмотреть подстроечный резистор для калибровки. С учетом этого получается, как и предполагалось, исключителщо простая схема, приведенная на рис. 6.6.

Надо заметить, что для обеспечения нормальной работы этого датчика достаточно одного резистора и небольшой гальванической

ОНИ, ко всему прочему, дешевы и доступны. Надо ли искать им замену, если известно, что по точности они сравнимы с АЦП, которые описываются в этой книге?

Складывается впечатление, что микросхема LM 335 (или ее варианты LM 135 и LM 235) создана специально для решения данной проблемы! Эта микросхема выпускается многими производителями, в том числе, компаниями National Semiconductor и SGS-Thomson. Она имеет корпус транзисторного типа и может рассматриваться как стабилитрон с температурным коэффициентом напряжения (ТКН), равным 10 мВ/°К. Рабочий диапазон температур микросхемы LM 335 лежит в границах от -40 °С до +100 "С (для варианта LlVl 135 он составляет от -50 °С до +150 °С). При этом нулевое выходное напряжение соответствует температуре абсолютного нуля О °К (-273,15 °С).

батареи 9 В, тогда как для большинства изделий других производителей потребовался бы источник стабильного тока.

После калибровки (обычно при температуре +25 °С) точность получаемых результатов в зависимости от группы датчика оказывается лучше, чем ±(1-2) °С. Самой точной является группа «А». Это хорошо соотносится с точностью 1% и разрешением 20 мВ (то есть 2 °С) 8-разрядного АЦП.

gv -г

3,9 kQ

10мВ/°К , ADC (10,12,100, и т.п.)

10 kQ fi-) ABC (10,12,100, и т.п.) 10KU 4i/o.5g(o.273po + 227C)

0C = 273°K = 2,73B

Рис. 6.6. Принципиальная схема датчика температуры

При использовании 10- или 12-разрядных АЦП необходимо использовать микросхему датчика группы «А» и уделить особое внимание калибровке.

Печатная плата датчика имеет примерно такие же размеры, как девятивольтовая гальваническая батарея. Топологическая схема печатной платы приведена на рис. 6.7.

Рис. 6.7. Топологическая схема печатной платы датчика температуры

Для сборки схемы датчика следует руководствоваться монтажной схемой (рис. 6.8). Стоит обратить внимание на то, что на плате установлены практически все компоненты, а также разъем гальванической батареи и соединительная колодка, подключение к которым может осуществляться самыми разными способами. Внешний вид платы датчика с установленными элементами показан на рис. 6.9.

Регулировка Adj

К АЦП ADC

Общий Gnd

Источник + питания

©

LM335Z

3,9 кО

Рис. 6.8. Монтажная схема датчика температуры

проводов длиной до одного метра вынести датчик на микросхеме LM 335 на безопасное расстояние, чтобы не подвергать остальные устройства измерительного комплекса вредному воздействию.

Рис. 6.9. Внешний вид платы датчика температуры

Для работ, связанных с погружением в жидкие среды, будет необходимо изолировать датчик, поместив его в чехол из термореактивного материала, причем достаточно тонкого, чтобы тепловая инерционность датчика не сильно увеличилась. Идеальный вариант - это чехол, заполненный термоклеем. Понятно, что места паяных соединений проводов и выводов датчика перед размещением

Через соединительную колодку с помощью одной пары проводов датчик температуры подключается к АЦП, а с помощью другой пары на плату можно подать напряжение питания от 9 до 12 В, заменив гальваническую батарею на внешний источник. Эта же соединительная колодка позволит, при необходимости, с помощью трех