Лабораторная установка по закону Стефана-Больцмана

[Nusser]

Всем доброго времени суток. Я часто бываю на данном сайте и думаю найдутся добрые люди кто захочет помочь. В связи с недавним поступлением на 1-й курс Физ-мата, был озадачен преподавателем по поводу одной задачи: нужно сделать модуль установки, который будет регулировать температуру накала лампочки(60Вт) с шагом где-то 10С.
Установка реализуется на МК по принципу - две кнопки, устанавливающие темп., ЖК дисплей, отображающий темп., и оптопара, управляющая симистором, которая в свою очередь будет дергатся ножкой МК. Вот тут встал вопрос: каким образом воздействовать на оптопару, чтобы на лампочке держать определенную силу тока? и как например контролировать накал? Опка мысли идут про тепловой коэффициент вольфрама, т.е. изм. сопротивления лампочки в зависимости от температуры, но как регестрировать его в МК? Или например как замерять через МК силу тока в лампе?
Может кто поругает и поправит в суждениях, или просто даст новоиспеченному студенту наводку на умную мысль

[Palmyr]

Обязательно на МК? Есть специальные микры - контроллеры термостата.

[Nusser]

к несчастью да, это одно из условий преподавателей.

[pyzhman]

температуру накала лампочки

а не ток через нее. В первом приближении. А температуру можно регулировать, например, фазово. Т.е. отсекать от полупериода синусоиды нужный кусок. Если питание постоянным током, то регулировать скважностью. А именно температуру контролировать можно по заранее составленной таблице. Если же нужно опереативное, вернее действительное, значение, то ставить термопару и по ней судить о параметре.

[Nusser]

лампа обычная с вольфрамовой нитью, так что термопара отпадает, пирометром если только или тепловизором А вот про отсекания куска полупериода можно немного по подробнее был бы благодарен. Т.е. как вот это реализовать практически?

[pyzhman]

Ловим переход синусоиды через ноль. Симистор в этот момент закрывается; сам по себе, если снят управляющий сигнал, так устроен. Начинаем отсчет времени. По истечении нужного интервала даем импульс на симистор. Время варьируется от 0 до 10 мсек. Симистор отпирается и остаток полупериода греет лампочку. И так каждый полупериод.
Можно по-другому. Отсекать не в фазе, а ненужные полупериоды. К примеру два пропускаем, а три нет. Таким образом проще, бо не надо считать время, а просто количество полупериодов. Но это только для температуры, не для яркости. Но нам ведь нужна как раз температура.

[Palmyr]

лампа обычная с вольфрамовой нитью, так что термопара отпадает, пирометром если только или тепловизором

К колбе лампы термистр приляпать и всё. зачем там пирометры и тепловизоры.

[pyzhman]

Колба из железы???

[Palmyr]

Так снаружи же регулировать нало вроде. ти
по лампочка - как нагревательный элемент.

[Nusser]

нет не снаружи, важна сама температура нити накаливания, там далее по теориям и жутким формулам и графикам ))) высчитывается определенный световаой поток(который в общем-то и нужен), который зависит от температуры.

Про закрытие симистора при переходе через 0 читал, спасибо за идею, все вроде шоколадно, но 2 вопроса: как выловить момент когда ток в 0, и второе - при отсекании полупериодов лампа мерцать не будет?

[Pe3ucTop]

Привет, я бы посоветовал делать - выпрямитель - а потом линейный регулятор тока .. На транзисторе правда до 30Ват тепла будет, но зато стабильный ток .
А регуляция - ШИМ в линейное значение на вход регулятора.

[FRIM@N]

как выловить момент когда ток в 0, и второе - при отсекании полупериодов лампа мерцать не будет?

Замерить,естественно не глазом,мерцание возможно но не слишком большое

[Nusser]

Замерить,естественно не глазом,мерцание возможно но не слишком большое

ага, глазом нельзя, тогда как

[FRIM@N]

Ну всмысле схема сама смотрит -отсутствие напряжения

[pyzhman]

Загнанную в положительные величины синусоиду подаем на вход мк. Появление "1" означает начало отсчета. Отсчитываем N секунд. И вот он ноль. N подбирать опытным путем. Равно можно считать и от появления "0".

[stereo]

лампа обычная с вольфрамовой нитью, так что термопара отпадает, пирометром если только или тепловизором

я как специалист по тепловому контролю I уровня уверяю вас, что пирометры и тепловизоры в вашем случае отпадут еще раньше термопары. если вы рассчитываете, что ими, в отличие от последней, можно измерить температуру внутри чего-либо, то ваша фантазия вас подводит.

но даже если бы и было так, я не вспомню на память тепловизор, который сможет измерить температуру свыше двух тысяч градусов. просто не помню и всё

для первого курса физмата такие ошибки конечно простительны, я бы даже сказал - свойственны. но, заведите себе за правило, что особенно пригодится вам на сдаче экзаменов: о том, о чем вы имеете смутное представление - лучше молчать вообще, чем упоминать "для полноты картины".
был у нас профессор в интитуте, который любил задавать студентам, не посещающим лекции и осваивающим материал на подоконнике в разговорах между парами, наводящие вопросы. такие студенты, увлекаемые собственной фантазий, делали большие "открытия" в науке, которые потом приходилось закрывать, готовясь к пересдаче.

я не собственного тщеславия все это говорю. обучая-учимся, как говорил Сенека в четвертом веке. успехов вам в учебе и проекте.

[Nusser]

я не собственного тщеславия все это говорю. обучая-учимся, как говорил Сенека в четвертом веке. успехов вам в учебе и проекте.

Спасибо за указание ошибки Я все же еще в начеле пути так сказать, а вот то что наш преподаватель - затейщик данного девайса, такие вещи не знает уже интересно...

Вы правы пирометр я честно вообще покак в глаза не видел, а про пороговое значение тепловизора не почитал, каюсь ... Я бы сначала спросил про метод калибровки, но вот преподаватель уверил что пирометр все опкажет и раскажет... ну это мы к ниму вопросик предъявим.

тогда интересно получается... будем думать в других направлениях

[Redrik Shuhart]

А не вариант регулятор тока с амперметром.. исходя из значений таблиц зависимости температуры от тока собрать регулятор тока и Амперметр на Мк, и согласно полученной информации выводить на табло температуру.

Ведь температура меняет сопротивление проводника, сопротивление проводника изменяет силу тока, изменения силы тока регистрирует мк, отправляет команду на регулятор тока, уменьшить, увеличить или оставить такой, снова смотрит на силу тока, сверяет с заданной для данной температуры и снова шлет команду к регулятору.

[РадиоЛоматель]

Redrik Shuhart предложил дельную идею.

А я знаю такой способ (успешно работает для определения температуры пламени во время некоего скоротечного процеса горения): По спектру излучаемого света. От ИК и до начала УФ. По распределению интенсивности от частоты можно судить о температуре. Чем она больше-тем более "размазан" спектр в сторону УФ, больше сказать про зависимость ничего не могу, так как не имел удовольствия в этом разбираться. Но для успешного применения этого способа необходимо знать состав вещества, излучающего свет. Правда, для вольфрамовой спирали это не проблема.
Но это сложновато для вашей задачи.