Терморегулятор для воды и растворов солей.

[Viktor_S]

Всем доброго времени суток! Пытаюсь сочинить схему простого терморегулятора для воды и растворов солей, замерзающих до -20 0С, на биполярных транзисторах (

Терморегулятор на транзисторах.png

(22.38 КБ) 443 скачивания

см. схему №1). Имеется термосопротивление, сопротивление которого изменяется в пределах 34-38k в диапазоне температур -20+140 0С, и реле с катушкой, срабатывающей от напряжения постоянного тока 12 В, способное управлять нагрузкой до 1000 Вт в сети переменного тока 220В. С температурным коэффициентом сопротивления терморезистора беда - получается всего лишь 33 Ом на 1 0С. Хочу, чтобы срабатывал регулятор в районе +-3 0С от уставки. Уставка температуры задается делителем напряжения, в одно плечо которого установлено термосопротивление, а в другое - переменное сопротивление со шкалой; калибровка шкалы переменного сопротивления по температуре ведется по "шелчку" срабатывания реле при определенной температуре калибровочной жидкости; усиление сигнала происходит при помощи каскада из двух биполярных транзисторов, включенных по схеме с общим коллектором. При изменении температуры на 1 градус программа-симулятор показывает изменение напряжения на реле (нагрузка коллектора выходного транзистора) на 250 мВ при оптимальных параметрах сопротивлений в плечах делителя, полученных перебором.


Вопросы следующие:
1) Такие схемы на биполярных транзисторах вообще делают? Знаю, что есть схемы на триггерах Шмитта и компараторах, микросхемах, но простой и понятной схемы на этих компонентах с описанием принципов работы я не нашел, поэтому взялся за транзисторы.
2) Падение напряжения на реле на 250 мВ при повышении температуры на 1 0С, или на 0,75 В при изменении температуры на 3 0С обязательно закроет реле, или оно будет закрываться "когда как"?
3) Пытался набросать такую мостовую схему (схема №2 во вложении

thermostab.png

(14.99 КБ) 491 скачивание

) на дифференциальном усилителе, но столкнулся с трудностью, состоящей в том, что сигнал с выхода дифференциального усилителя (18 мВ при токе коллекторов 1,1 А) не смог усилить по напряжению, так чтобы с его помощью можно было открыть реле, хотя усиление по току получается без труда при помощи каскадов с общим эмиттером. Вопрос состоит в том, можно ли все-таки доработать эту схему, или дифференциальный усилитель тут вообще никак "не катит"? Если задать вопрос шире, то можно ли усилить по напряжению слабый "сигнал" постоянного тока с датчика при помощи биполярных транзисторов. Проблема в том, что нельзя для этого сигнала поставить разделительный конденсатор и тем самым оградить источник сигнала (предыдущий каскад) от действия постоянного тока, подаваемого для смещения транзистора следующего по схеме каскада.

[Slabovik]

У дифусилителя R9 должен быть как можно большего сопротивления - тогда будет работать. Собственно, ошибка схемы как раз в выборе его сопротивления. В идеале там должен быть вообще источник тока. На практике обычно делают источник тока на паре транзисторов.

Схема, которая выше на двух транзисторах будет очень сильно "плыть", так что дифусилитель - это правильное направление.
Правда, результат будет лучше, если сразу применить ОУ или компаратор - у нег внутри все эти дифкаскады собраны вместе и "отточены"...

[falkonist]

Термостабилизатор в теме о биполярном транзисторе??? Получается, что не хватило масла даже выбрать правильную тему. Чистейшей воды оффтоп, не хотелось бы его поддерживать.

Откройте свою новую тему - там и потолкуем.

[Viktor_S]

to falkonist:
Извините, действительно, не совсем в тему - сначала хотел всего один небольшой вопрос про транзистор задать, потом понял, что надо контекст дать, вот так и получилось. Просьба к модераторам перенести, если можно, в отдельную тему или туда, где будет уместнее.
to Slabovic:
А подскажите, пожалуйста, можно ли применить ОУ К1УТ401А. Основное, что смущает - это то, что у него в спецификации написано, что максимально допустимый входной ток 8 мкА, максимально допустимый выходной ток 20 мкА, то есть вопрос в том, не слишком ли он маломощный для обсуждаемой схемы?
p.s. просьба сильно не "пинать" за глупые вопросы

[Slabovik]

Для операции сравнения какая-то заметная мощность не требуется - мощность обеспечат по необходимости следующие каскады.
И не 20 мкА на выходе, а 20 мА.
140УД1 конечно будет работать, но эффективнее применить что-нибудь типа LM311, аналог - наша 554СА3, либо двойные LM339...

[falkonist]

Я уже "стукнул" модераторам. Думаю, что скоро тему выделят.

В аттаче - моя схема, на ОУ и компараторах. Спаянная. Думаю, что за субботу и воскресенье ее запущу. Сейчас выкладываю ее исключительно ради информации о возможных вариантах схемотехники. В качестве датчика = р-п переход хоть диода, хоть транзистора.

[Viktor_S]

И не 20 мкА на выходе, а 20 мА.

Странно, у меня написано "20 мкА на выходе", я вот и удивился, чего так мало. Это, правда, не даташит, а статья из журнала "Радио" с обзором ОУ, в родном даташите на эту микросхему я такое ограничение не видел. Валяется просто рядом старая плата с этим ОУ, поэтому и предложил его... Глянул даташит на LM311 - классная штуковина, как будто, а я ведь раньше как-то ОУ побаивался. Буду теперь разбираться с этим классом устройств и схем на их основе. "Ток потребления", 7,5 мА для LM311 - это именно то, о чем речь выше, то есть тот ток, который будет на выходе ОУ?

to falkonist:
Ваша схема для меня крутовата в смысле понимания, но я её возьму за основу и попробую что-то похожее сделать на основе ОУ типа LM311. А описания у вас к ней нет, или хотя бы ссылки на почитать про принципы построения такого рода схем? Еще такой вопрос возник: насколько оправдано использование p-n перехода транзистора в качестве датчика температуры, его удобнее использовать, чем такое термосопротивление, как у меня, на 34-38кОм? Нужен диапазон температур -20+140 0С.

[Slabovik]

Ток потребления - это ток, который используется самой микросхемой для ей работы. Выходной ток - это не ток потребления. Выходной ток - это отдельно, это ток, который может втекать или вытекать в/из выхода микросхемы.

PN переход в качестве температурного датчика - это достаточно надёжная штука.

[m.ix]

на 311, как это работает, смысл один и тот же.

датчик кт814 нагрелся, лампочка включилась.