Weird Science

Termometr w 5 minut

Pro­ściej się nie da

W domo­wym labo­ra­to­rium często zacho­dzi potrzeba dokład­nego pomiaru tem­pe­ra­tury. Zada­nie to bar­dzo dobrze spełnia ter­mo­metr rtęciowy (ale nie lekar­ski). Cóż ma jed­nak zro­bić eks­pe­ry­men­ta­tor, który musi zmie­rzyć tem­pe­ra­turę układu doświad­czal­nego, a nie ma dostępu do ter­mo­me­tru rtęcio­wego? Pro­po­nuję budowę z pew­no­ścią naj­prost­szego ter­mo­me­tru elek­tro­nicz­nego.

Budowa

Głów­nym ele­men­tem ter­mo­me­tru jest układ sca­lony LM35. Według noty kata­lo­go­wej (dostęp­nej tutaj) jest to kom­pletny układ ter­mo­me­tru elek­tro­nicz­nego.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Widzimy, że ter­mo­metr jest zamk­nięty w typo­wej dla tran­zy­sto­rów nie­wiel­kiej tróje­lek­tro­do­wej obu­do­wie z two­rzywa sztucz­nego. W naj­prost­szej wer­sji układ do dzia­ła­nia wymaga jedy­nie zasi­la­nia i jakie­goś układu pomia­ro­wego. Sche­mat najm­niej skom­pli­ko­wa­nej apli­ka­cji zaczerp­nięty z noty kata­lo­go­wej:

Ilustracja

Pomiaru doko­nuje sie bar­dzo pro­sto: napięcie na środ­ko­wym wypro­wa­dze­niu LM35 jest pro­por­cjo­nalne do tem­pe­ra­tury w jakiej znaj­duje się układ. Pro­por­cjo­nal­ność wynosi 10mV na 1°C. Jeśli więc wol­to­mierz wykaże napięcie 245mV to po podzie­le­niu przez 10mV otrzy­mamy 24,5°C. Pro­ste?

Powy­żej przed­sta­wiony układ można zbu­do­wać bez płytki dru­ko­wa­nej umiesz­cza­jąc czuj­nik LM35 na odpo­wied­nim trój­ży­ło­wym prze­wo­dzie:

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Pomiaru można doko­ny­wać zarówno wol­to­mie­rzem (mul­ti­me­trem) cyfro­wym, jak i ana­lo­go­wym.

Ilustracja:

Kliknij, aby powiększyć

Ilustracja:

Kliknij aby powiększyć

W obu przy­pad­kach otrzy­mu­jemy około 24°C. Oba mul­ti­me­try zostały usta­wione na pomiar w mili­wol­tach (ana­lo­gowy na zakre­sie do 1V, cyfrowy do 2V). Ze względu na budowę skali mier­nika ana­lo­go­wego nale­ża­łoby po odczy­ta­niu war­to­ści (około 2,4) pom­no­żyć ją przez 100 (na zakre­sie do 1V) i podzie­lić przez 10 (ze względu na powyższą zależn­ość napięcia od tem­pe­ra­tury). Suma­rycz­nie wystar­czy więc odczy­taną war­tość pom­no­żyć przez 10 (2,4*10=24°C). W przy­padku mul­ti­me­tru cyfro­wego odczy­tana war­tość jest wyra­żona od razu w mili­wol­tach więc wystar­czy ją podzie­lić przez 10 (240/10=24°C).

Opi­sany układ pomia­rowy tem­pe­ra­tury mimo swej pro­stoty jest wystar­cza­jąco dokładny dla zde­cy­do­wa­nej więk­szo­ści zasto­so­wań.

Życzę miłej i pou­cza­jącej zabawy:)

Lite­ra­tura dodat­kowa:

Marek Ples

Aa