Электронный термометр имеет бесчисленное множество применений. Не везде можно использовать стандартный ртутный термометр по причине его размера, хрупкости и отсутствия возможности измерять температуру на расстоянии.
Преимуществом же электронного термометра является небольшие размеры и теплоемкость датчика, более быстрое измерение и отсутствие токсичной ртути. Сигнал с его выхода можно использовать для цифровой обработки и записи температуры, сигнализации об изменении температуры или в работе термостата.
Примеры использования датчика температуры LM35
Для создания электронного термометра можно использовать интегральную микросхему LM35 в корпусе TO92. Это трех контактный линейный датчик температуры выдает на выходе напряжение пропорциональное температуре в градусах Цельсия.
Преобразованное выходное напряжение составляет 10 мВ/°C, поэтому сигнал с данного датчика можно использовать непосредственно для отображения на цифровом вольтметре. В качестве вольтметра можно использовать обычный мультиметр или цифровой панельный вольтметр.
Если мы хотим собрать термометр как расширение для мультиметра, то мы можете использовать делитель напряжения чтобы получить сигнал в соотношении 1 мВ/°C. Таким образом, с помощью такой схемы и обычного мультиметра с диапазоном измерения от 200 мВ до 0,1 мВ мы получим термометр с разрешением 0,1 °C.
С датчиком температуры LM35 можно построить и аналоговый термометр, применив стрелочный вольтметр. По линии питания необходимо добавить фильтрующий конденсатор емкостью 100n, поскольку при использовании термометра рядом с электроникой, генерирующей электромагнитные помехи, данные искажаются до 10 °C.
При измерении температуры радиаторов импульсных блоков питания без такого конденсатора показания температуры значительно искажаются.
Диапазон напряжения питания LM35 составляет от 4 до 30 В (рекомендуемое напряжение до 20 В). В качестве источника питания модно использовать батарею на 9 В. Потребление тока составляет всего около 50 — 100 мкA, что позволяет работать от одной батареи до тысяч часов (!!!).
Некоторые версии LM35 имеют ограниченный температурный диапазон, например LM35C, LM35CA обеспечивают измерения в диапазоне от -40 °C до +110 °C, LM35D от 0 °C до +100 °C, LM35 (без букв) в полном диапазоне от -55 °C до 150 °C.
Цифровой термометр от 2 до 150 °C
На рисунке 1 представлена простейшая схема термометра на LM35, работающего в диапазоне от 2 до 150 °C. Напряжение питания составляет 4…30В.
Схема может использоваться для измерения температуры окружающей среды, температуры тела, температуры различного оборудования, кулеров, процессора и т. д.
На рис. 2 показана его модификация с использованием делателя напряжения для получения выходного значения в соотношении 1 мВ/°C.
Цифровой термометр от -55 до 150 °C
На рис. 3 показана простейшая схема подключения LM35 для получения термометра с диапазоном измерения от -55 до 150 °C.
На рис. 4 показана схема с делителем напряжения, позволяющая получить соотношение 1 мВ/°C.
Для измерения отрицательной температуры требуется источник небольшого отрицательного напряжения на выводе 3, которое подается на вывод 2. В данном случае отрицательное напряжение создается падением напряжения на двух диодах (например, 1N4148).
Схема может быть запитана напряжением от 5 до 30 В (падение напряжения на диодах увеличивает минимально необходимое напряжение примерно на 1 В).
Схема может быть применена там, где необходимо измерять отрицательную температуру, например, при измерении температуры наружного воздуха, температуры в морозильной камере, при работе с элементами Пельтье и т. д.
Аналоговый электронный термометр 2-150 °C
На рисунке 5 представлена простейшая схема аналогового электронного термометра собранного с использованием датчика LM35 и стрелочного амперметра.
Переменный резистор P1 предназначен для приведения в соответствие отображаемой температуры с реальной температурой. Температуру, при которой стрелка амперметра максимально отклоняется, можно рассчитать по формуле:
t = R * I / 10 000
Сопротивление R является суммой сопротивления переменного резистора P1 и сопротивления катушки амперметра в Ом. Ток I — это ток максимального отклонения амперметра в мкА.
