区域温度指示器

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区域温度指示器

　　数字式温度计的区域温度指示不存在任何问题，所以这里的区域指示是指模拟式仪表的区域指示。

　　为什么要用模拟式仪表来做区域指示呢？道理很简单，就是被监测的物理量是一个范围，而非精确值。如果被监测量所对应的设备在一个可控范围内有足够的工作精度与稳定性而无须人工干预，那么这个可控范围就是需要监测的范围，在日常工作中，只要显示的值位于这一范围，那么设备的工作状态和质量就可以得到保证。数字仪表通常具有足够的精度，但是对于范围监测常常过于精确，人脑将显示的数值在反映为范围判断的过程中滞后较大，对同时进行的其他工作有一定干扰，而指针式仪表则在这方面很适合这类应用，甚至一些较高级的数字仪表在用作范围监测时，也具有将数字量转换成模拟显示的方式出现，例如条带式、甚至用矩阵模拟成指针式的显示。

　　此外，模拟式仪表显示无须考虑过程算法，也不会出现明显的干扰对显示值的跳变影响，对我这种懒惰的人正适合。

　　这里介绍的区域温度指示器，是用于我的一个转移电压基准源上。指标要求显示范围分别为66.5°C~71.5°C和36°C~41°C，显示区域的大小是5°C。这两个范围分别代表基准恒温器和分压器组件恒温器的温度控制范围，分压器组件恒温器同时作为基准恒温器的外恒温器，这样就组成了双恒温系统。当指示值落在标记的范围内时，就认为设备此时工作在预期的指标状态内。

图1. 区域温度指示器

　　指示用的是硅两瓦等小型电台使用的25mm表头，表盘上不带任何文字，仅有弧形线条划分出指针的动态范围，并以较粗的白色弧形块指示正常工作的区域；这种风格能够适应于任何类型的区域指示需求。在白色弧形块上还有一个突起，指示的位置是满度的71.43%，而白色弧形块的左、右两端分别是满度的50%和80%。表头的灵敏度和内阻分别是1mA和100Ω。

　　基准恒温器的工作温度是70°C，若显示范围为66.5°C~71.5°C，那么70°C正好指在白色弧形块的中间突起处，两边分别是69°C和70.5°C。分压器组件恒温器的工作温度是39.5°C，若显示范围为36°C~41°C，那么39.5°C正好指在白色弧形块的中间突起处，两边分别是38.5°C和40°C。

　　指示表头的底色是黑色，观感过暗，原有的夜光指示因长期存放也已失效，故用了一个白色LED作为指示照明，5.7mA的工作电流使观察正好够用，又不过分耀眼。如图2所示：

图2. 25mm表头；上下分别是62°C和40°C的指示状况

　　在温度的上升过程中，要求温度达到满度的0%时打开指示照明，同时温度指示开始工作；在温度上升到满度值的105%时打开超温指示，同时分流20%的表头电流，以避免打表。这种显示方式使人工监测完全脱离了数字的羁绊，从而使监测工作变得较为轻松。

　　实现区域温度指示的电路如下图所示。

图3. 区域温度指示电路

　　温度传感器采用集成的LM35D，符合指标要求的测量范围为+2°C~+150°C，在20°C~80°C的范围内特性较为平坦，温度系数为10mV/°C。对应用来说，温度系数小了些，因此通过OA405将输出电压放大了十倍，以满足精细控制的需要。

图4. LM35D的安装

　　OA405的输出电压接到两个阈值比较器OA403和OA404上，并通过R407和R408接到M901上。R408用来调整通过的电流，以适应表头的±10%误差范围，实际使用的表头误差小于±5%。

　　OA401和P401控制100%满度时的超温点电压，OA402和P402控制0%满度时的工作点电压。由于LM35D在常规接法时的输出电压直接对应温度，所以在放大十倍后的0%满度电压和100%满度电压分别为6.65V和7.15V，这两个值都是可以调整的。

　　OA403是超温点比较器，超温点通过多圈的P401调整。当温度达到设定点时，OA403将BG401打开，表头的多余电流通过R414泄放，泄放量大约为20%；同时OA403的输出还通过R413将超温指示LED点亮，以提示已经发生温度过载。

　　OA404是工作点比较器，工作点可通过多圈的P402调整。一旦OA405的输出达到工作点，OA404就打开BG402，于是M901就有了正常的工作电流通道。此时OA404的输出还通过R409点亮表头的指示照明LED，在较远处就可知道设备开始进入预期的工作温度范围。

　　OA406是为分压器组件恒温器的温度传感器产生虚地电源。由于显示进入工作点的电压是6.65V，而这一传感器的输出是0.36V，放大后的值是3.6V，比工作点设定值低3.05V，因此必须将这一传感器的地电位抬高0.305V。虚地的地电位可通过多圈的P403进行调整。

　　K901用来切换不同的传感器信号输入。

　　电路图中蓝绿色文字标示的参数，是用于基准恒温器工作于62°C的情况，此时的仪表显示范围为58.5°C~63.5°C。所有微调电位器都使用3296类型，所有电阻器都使用0.25W1%金属膜类型。


参考文档： LM35.pdf (239 KB, 下载次数: 259)

2014-3-6 13:24 上传

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liu3061

这是用在热水器上的么，60多度正是生水垢的温度

眉间尺

请问长短兄图中白色物质为何物? 既能导热又能提供足够的粘接强度?

longshort

眉间尺 发表于 2014-3-8 21:50
请问长短兄图中白色物质为何物? 既能导热又能提供足够的粘接强度?

是传感器专用的707胶，在各种硅胶中它的导热能力最好。粘结的时候，最好是加以压力，或者用一个小夹子夹住，12~24小时之后会非常牢固，下图是我用707胶将一个B4散热帽和一个400克重的CPU散热器粘合在一起作为温度系数的测试工具，提起上面的小帽时在大散热器上施加的力超过五公斤没问题。

眉间尺

原来还有这种身兼数职还性能不俗的物品. 太厉害了.

longshort

眉间尺 发表于 2014-3-9 08:36
原来还有这种身兼数职还性能不俗的物品. 太厉害了.

淘宝上很多又很便宜，搜索下便是。

JHXC

楼主玩的高雅、高档、严谨，佩服！

longshort

JHXC 发表于 2014-3-9 13:45
楼主玩的高雅、高档、严谨，佩服！

过奖了！只是觉得可能对其他人有用，所以发了这一帖。

眉间尺

记下了. 抽空去淘宝一些707胶用用.

眉间尺

困惑了. 一边淘宝一边搜索了一下各种胶的特性, 发现说法不一. 是不是有很多性能不同的胶水在使用同一个名称?
比如707胶粘剂的百度文库信息没有提导热的茬:

707胶粘剂的生产工艺与原料配方 
摘要：707胶粘剂是由冰醋酸、甲壳素溶液调和后，再加入乳化剂及丁苯胶乳化制成水包油乳化液，经热处理，醋酸挥发，便凝聚成具有一定耐磨性和耐曲折的着色膜。主要用于棉、粘胶、蚕丝、锦纶、涤纶等纤维及混纺织物的涂料印花粘合剂，可以与网印胶粘剂并用作为筛网印花胶粘剂，本文主要讲解其生产工艺与原料配方

longshort

眉间尺 发表于 2014-3-10 10:01
困惑了. 一边淘宝一边搜索了一下各种胶的特性, 发现说法不一. 是不是有很多性能不同的胶水在使用同一个名称 ...

你查“天目牌707胶”

眉间尺

多谢. 找到了.
一管只要两元多, 邮费却要八元. 准备多买几管, 顺便再买几管 704, 正好用来给容易开裂的橡胶管件加固.
未知的东西太多, 感觉选个胶水比选个三极管还要没头绪. 幸亏矿坛有各行各业的达人.

longshort

眉间尺 发表于 2014-3-10 10:19
多谢. 找到了.
一管只要两元多, 邮费却要八元. 准备多买几管, 顺便再买几管 704, 正好用来给容 ...

需要用的话邮费再贵也不算浪费。我现在就用三种胶：704、705、707，比较偏爱透明的705，给洗衣机排水管粘结用很不错，干透后结实有弹性。

眉间尺

呵呵. 刚拍下704/707各五管, 又看见管兄说705 不错, 连忙又补拍了五管705. 另外还拍了5管导热硅脂, 估计够我用上一阵子了.

longshort

哇，拍这么多？老板笑死了，存放时间长了要干的．．．