ГРАДУСНИКИ БЕЗ РТУТИ

Для ребят из клуба юных техников Новосибирского академгородка давно уже стало правилом: работы, выполняемые в кружках, должны носить общественно полезный характер, содержать элементы новизны и оригинальности. Когда был объявлен смотр-конкурс «Юные техники — сельскому хозяйству», кютовцы разработали и изготовили для колхозов и совхозов ряд интересных приборов. Это измерители влажности и температуры, автоматические регуляторы, устройства для определения содержания белка в зернах пшеницы и степени загрязнения масла в центрифуге трактора. С помощью электронного термометра, например, удобно измерять температуру зерна, картофеля, почвы. Ребята Степной школы Искитимского района такие термометры применили для контроля температуры в картофелехранилище.

Но сельское хозяйство далеко не единственной потребитель продукции кружковцев. Разнообразие модификаций того же электронного термометра объясняется спросом на него и со стороны других заказчиков: медиков, биологов и даже картингистов. По мнению специалистов, приборы, изготовленные ребятами, удобны в работе. Мастерство и поиск юных техников получили заслуженное признание. Свидетельство этому — право быть представленными на Центральной выставке НТТМ-74.

Сегодня о конструкциях электронных термометров — градусников без ртути, созданных новосибирскими ребятами,—рассказывает руководитель лаборатории автоматики КЮТа СО АН СССР А. ТЕРСКИХ

В термометре, схема которого приведена на рисунке 1, датчиком температуры служит терморезистор R1. Отсчет температуры производится по шкале микроамперметра, проградуированной по С. Терморезистор включен в плечо моста, образованного резисторами R1—R5. С помощью переменною резистора R2 стрелка прибора устанавливается на 0. Диапазон измеряемых температур в пределах от —10° до +80° подбирается изменением величины резистора R6.

Питается термометр от одного элемента 373 («Марс»). Контроль источника питания осуществляется с помощью переключателя В1. Величина резистора R7 подбирается с таким расчетом чтобы в положении «Контроль» переключателя В1 ток, протекающий через измерительный прибор ИП1, вызывал полное отклонение стрелки прибора при номинальном напряжении элемента.

Детали электротермометра: микроамперметр на 50 мкА, терморезистор ММТ-12 (ММТ-1, ММТ-4) с номинальной величиной сопротивления в пределах 0,5—1 кОм, резисторы R3—R7 — МЛТ, ОМЛТ, ВС; переменный резистор R2 — СП, СПО; тумблеры В1 и В2 — ТП1-2 и Т2 соответственно.

С ряде случаев бывает необходимо измерять температуру одновременно в нескольких точках, например в картофелехранилищах. В нужных местах устанавливают отдельные термодатчики, а их коммутацию с измерительной частью термометра осуществляют через переключатель (рис. 2). В этом случае необходимо подобрать терморезисторы с одинаковыми номинальными значениями сопротивлений, чтобы исключить ошибки в показаниях прибора.

В электронном градуснике, схема которого представлена на рисунке 3, роль термодатчика выполняет транзистор. Действие прибора основано на зависимости параметров транзистора от температуры.

Отсчет температуры, как и в предыдущем приборе, производится по шкале микроамперметра с делениями в градусах. Установка нуля и выбор необходимого температурного диапазона производятся с помощью переменных резисторов R1 и R6.

Термометр питается от двух последовательно соединенных батареи 336Л (КБС-Л-0,5). Для уменьшения погрешности измерений, связанной с разрядкой батарей, в схеме применены стабилизаторы напряжения КСТ33А.

Детали термометра: микроампер метр — на 100 мкА, резисторы R2 — R5, R7 — МЛТ, ОМЛТ или ВС, переменные резисторы R1 и R6 — СП, СПО, выключатель В1 — тумблер типа Т2.

Наибольшей точностью обладает медицинский термометр (рис. 4). Он предназначен для измерения температуры поверхности кожи человека в отдельных точках. Термометр можно применить и для снятия карты температур человека при физиологических исследованиях трудовых процессов.

Прибор работает в двух диапазонах: 20° —30° и 30°—40°. Точность измерения температур не ниже +0,1°.

Датчиком температуры служит терморезистор ТМ-12. Он имеет мал;ю тепловую инерцию, что очень важно при проведении массовых обследований.

Терморезистор включен по мостовой схеме. Моет питается от двух последовательно соединенных батарей «Крона». Напряжение стабилизировано с помощью стабилитрона Д1.

Сигнал с моста поступает на усилитель постоянного тока на транзисторах Т1 и Т2. С помощью переменных резисторов R17 и R4 стрелку микроамперметра устанавливают на 0: первым — при балансировке прибора, вторым — при установке термометра на начало температурного диапазона. Ручка этого резистора выводится на переднюю панель прибора.

Переключение диапазонов измеряемых температур осуществляется тумблером В1. Переключатель В3 служит для контроля напряжения батареи Б2: в положении «Контроль» макроамперметр подключается к ней через резистор R19. Если батарея Б2 не разряжена, то стрелка ИП1 должна находиться в конце шкалы,

О разрядке батареи Б1 судят по изменению показаний микроампер/етра при вращении ручки переменного резистора R4.

Детали термометра: микроамперметр — на 200 мкА, Б1, Б2 — батареи «Крона», постоянные резисторы — МЛТ, ОМЛТ или ВС, переменные резисторы R4, 7 — СП, СПО, переключатели В1 — В3 — двухполюсные тумблеры ТП1-2.

Корпус и лицевая панель термометров выполнены из пластмассы или дюралюминия (см. рис. в начале статьи). Термодатчик подключается к клеммам, расположенным на лицевой панели.

Датчик следует поместить в металлический защитный кожух. Это предохранит чувствительный элемент от поломки.

Градуировка электронных градусников осуществляется с помощью обычного ртутного термометра. Для этою термодатчик и ртутный термометр помещают в какую-нибудь среду, температуру ко юром можно плавно менять.

При градуировке и измерениях температуры нужно учитывать тепловую инерцию датчика.

Показания микроамперметра, соответствующие измеряемой температуре, устанавливаются не сразу, а спустя 100—300 с (в зависимости от влажности среды, температуру которой измеряют). Если термодатчик постоянно находится в контролируемой среде, то инерционность датчика не имеет практического значения.