Электронный термометр своими руками

Простой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35

Для изготовления этого простого цифрового термометра необходим температурный датчик LM35, цифровой вольтметр (любой недорогой китайский цифровой мультиметр), два маломощных диода, один резистор и несколько батареек (либо элемент типа «Крона»). Из этих компонентов можно быстро собрать простой цифровой многофункциональный термометр с диапазоном температур от -40 до +150 градусов Цельсия. Для измерения только положительных температур диоды и резистор не нужны.

Точность измерения температуры 0,1 градуса Цельсия, т.е. термодатчик для многих применений можно назвать прецизионным. Для этого универсального цифрового термометра использованы полупроводниковые датчики температуры LM35DZ/NOPB для температуры от 0 до +100°C и LM35CZ/NOPB для температуры от -40 до +110°С в корпусах TO-92. В datasheets некоторых производителей LM35 указана верхняя измеряемая температура +150 градусов Цельсия.

Такой электронный измеритель температуры можно быстро сделать своими руками. Достаточно подключить Крону (или три пальчиковые батарейки, соединенные последовательно) к датчику, а датчик к вольтметру, как показано на рисунке – и термометр готов. Датчик потребляет от источника питания ток не более 10 мкА, поэтому батарейку можно не отключать длительное время.

Диапазон использования такого цифрового датчика очень широк:
– термометр комнатный
– термометр уличный
– термометр для воды и других жидкостей
– термометр для инкубатора
– термометр для бани и сауны
– термометр для аквариума
-термометр для холодильника
– термометр для автомобиля
– цифровой многоканальный термометр и т.д.

Схема цифрового термометра для измерения температуры от минус 40 до плюс 110 градусов Цельсия с однополярным источником питания. Диоды маломощные кремниевые – КД509, КД521 и т.д. Диапазон измерения тестера надо устанавливать на 2 вольта (2000 мВ), последняя цифра будет показывать десятые доли градуса, ее следует отделить точкой.

Для воды и других жидкостей датчик термометра следует сделать герметичным, для этого его можно залить силиконовым герметиком, либо поместить в медную трубку с внутренним диаметром 6 мм со сплющенным и запаянным концом. Запаянный конец трубки надо заполнить термопастой. Затем припаять к датчику провода, изолировать контакты и вставить датчик в трубку – протолкнуть до упора, чтобы он находился в теплопроводящей пасте. Таким образом получаем щуп-термометр. Если инерционность термометра не является критичной, датчик можно вставить в пластиковую трубку и загерметизировать ее концы.

Термометр легко сделать многоканальным. Для этого можно использовать как механические, так и электронные аналоговые переключатели. Ниже, для примера приведена схема двухканального термометра для плюсовых температур с использованием «перекидного» тумблера.

Этот прибор показывает уличную температуру, датчик висит за закрытой форточкой. Время на сборку заняло 30-40 минут.

Так выглядит прибор сзади. Собран градусник по схеме с одним источником питания, двумя диодами и резистором. Поскольку отрицательное смещение на диодах составляет порядка 2-х вольт, а минимальное напряжение питания датчика 4 вольта, в качестве БП использованы спаянные последовательно 5 батареек ААА. Датчики припаяны к неэкранированным проводам длиной 2,5 метра.

На этом фото показаны два термометра. Датчик первого размещен в холодильной камере, а второго – в морозильной камере этого же холодильника. Точка на индикаторе мультиметра нарисована черным маркером.

Измерил температуру своего тела – полный порядок. Подключил точно такой же другой прибор (без точки на индикаторе) к этому же датчику и огорчился, прибор «врет» в большую сторону на 0,2 градуса. В кипящей воде не пробовал: не готовы герметичные щупы. Перед замерами батарейки в обоих приборах заменил на одинаковые новые.

На основе этого термодатчика можно сделать простой регулятор температуры, добавив компаратор с регулируемым или фиксированным порогом срабатывания и силовой ключ (оптосимистор, реле …), который будет включать нагреватель. Для построения термостата (инкубатора, например) такая схема не пойдет, LM35 необходимо подключать к устройству с функцией ПИД-регулятора, например, ТРМ210.

Сообщества › Электронные Поделки › Блог › Цифровой термометр в панель приборов

Доброе время суток!
На создание героя данной статьи меня подвиг драйвовчанин MEHANIK1 , захотев встроить устройство с индикацией температуры в одну из заглушек панели приборов, находящихся в седанах Chevrolet Lacetti справа и слева от штатных часов…
В Инете мной была найдена и собрана схема цифрового термометра на базе МК ATtiny2313. В качестве датчиков температуры в нем использованы DS18B20. В качестве индикатора «выступает» RL-T3610 – индикатор зеленого цвета с ОК (общим катодом) /Спасибо Voknihc за внимательность/.
Исходная схема выглядит так:

Прошивка, скачанная в комплекте, умеет по очереди (с задержкой 1 сек) отображать показания датчиков, подключенных к МК по шине 1-Wire. Количество подключаемых датчиков (по описанию автора программы) – 8, хотя в даташите на датчик ограничения по количеству датчиков на шине я не нашел (может, плохо искал? :-))…
Подключаются датчики на шину следующим образом:

Видео работы этого варианта…

В общем, заказчик остался не очень удовлетворен результатом, а также по отзывам народа, собиравшего данную схему до меня, у данного варианта есть один существенный недостаток – повышенная нагрузка на выходы, управляющие катодами разрядов, что со временем может повлечь неравномерность свечения разрядов и сегментов индикатора.
Исходя из этого, была найдена статья с описанием недостатков первого варианта и «усиленной» схемой:

«Железо» понравилось, но прошивка под него была написана автором только под один датчик, а мой заказчик просил возможность подключения трех датчиков, поэтому, сей вариант прошивки отпал.
В конечном итоге я нашел еще один вариант прошивки, в исходнике которой описана возможность подключения более 1 датчика. Это — самое то!
Итак, техзадание:
1. Минимально возможные габариты «ширина-высота» дисплея для встраивания термометра в заглушку справа (слева) от часов Chevrolet Lacetti (седан);
2. Переключение между показаниями датчиков не автоматически, а вручную;
3. Поскольку данный девайс будет использоваться в автомобиле, необходимо уменьшение яркости индикатора при включении габаритов;
4. Работа устройства с тремя датчиками.

Исходя из задания, а также, для удобства разводки плат, на основе предыдущей схемы был разработан собственный вариант:

Для минимизации габаритов устройства был выбран вариант из двух плат, соединенных между собой. Индикатор монтируется к ним таким образом, что обе платы спрятаны за ним и не выступают за его габариты:

Платы размером 31х22,5 мм получились вот такие:

В прошивке реализован следующий алгоритм индикации:
1. Габариты выключены:
— Нажатие (обычное короткое — до 1 сек) на кнопку приводит к переключению на следующий датчик (переключаются по кругу). Сначала отображается номер датчика, потом — его показания.
— Яркость индикатора максимальна.
2. Габариты включены:
Реализовано регулирование яркости свечения индикатора и два режима отображения:
Режимы переключаются длинным (держать более 1 сек) нажатием кнопки.
2.1. Режим отображения температуры (тут все, как и при выключенных габаритах)
2.2. Режим регулировки яркости :
— в этом режиме отображается уровень яркости от 9 до 0. Значения изменяются нажатием кнопки циклически.
— При отключении габаритов индикация автоматически возвращается к показаниям температуры текущего датчика.
Номер текущего датчика, а также уровень яркости при включенных габаритах запоминаются в энергонезависимой памяти…
Варианты индикации на дисплее (скрины из Протеуса):
1. Количество подключенных датчиков:

2. Номер текущего датчика:

3. Температура более 100 градусов Цельсия:

4. Температура от 0 до 100 градусов Цельсия:

5. Температура ниже нуля, до -10 градусов Цельсия:

6. Температура ниже -10 градусов Цельсия:

7. Максимальная яркость подсветки:

8. Минимальная яркость подсветки:

Ввиду особенностей работы датчиков температуры, яркость свечения индикатора можно снизить, максимум, на 56-60% от максимальной. При дальнейшем уменьшении яркости становятся заметны яркие вспышки индикатора, обусловленные задержками при опросе датчиков (получение данных от датчика в 12-битном разрешении занимает около 750 мс).
Видео работы конечного варианта устройства:


Схема электронного термометра с выносным датчиком своими руками

На замену не совсем удобным аналоговым измерителям температуры, в основе работы которых лежит свойство жидкости расширяться и сжиматься, промышленность предложила дискретные устройства. Эти совсем несложные приборы обладают рядом неоспоримых преимуществ. Купить измеритель можно практически в любом магазине бытовой или климатической техники, но гораздо интереснее изготовить электронный термометр с выносным датчиком своими руками.

Суть устройства

Термометр, разговорный аналог — градусник, предназначен для измерения температуры окружающей среды. Первое устройство было изобретено в 1714 году немецким физиком Д. Г. Фаренгейтом. В основе своей конструкции он использовал прозрачную запаянную колбу, внутри которой находился спирт. После в качестве жидкости учёный применил ртуть. Но шкала аналогового измерителя, существующая и по сей день, была разработана лишь только через 30 лет шведским астрономом и метеорологом Андерс Цельсием. За начальные точки он предложил взять температуру тающего льда и кипения воды.

Интересным фактом является то, что изначально числом 100 была отмечена температура таяния льда, а за ноль взята точка кипения. Впоследствии шкалу «перевернули». По некоторым мнениям это сделал сам Цельсий, по другим — его соотечественники ботаник Линней и астроном Штремер.

Вскоре изготовление ртутных измерителей было широко налажено производством в промышленных масштабах. Со временем ртуть из-за своей ядовитости была заменена на спирт, а затем и вовсе был предложен новый тип устройства — цифровой. Сегодня, пожалуй, градусник стал неотъемлемым атрибутом любого жилища. По совету Всемирной организации здравоохранения была принята Минаматская конвенция, направленная на постепенный вывод из обихода ртутных градусников. Согласно ей в 2022 году использование ртути в измерителях будет полностью прекращено.

Читайте также:  ESR измеритель конденсаторов

Поэтому из-за своих отличных характеристик термометр с цифровой схемой практически не имеет конкурентов. Предлагаемые в продаже спиртовые приборы проигрывают ему по точности и удобству восприятия данных.

Электронные модели могут располагаться в любом месте, ведь в контролируемом помещении необходимо расположить только небольшой датчик, подключённый к устройству. Этот тип используется во многих технологических процессах промышленности, например, строительных, аграрных, энергетических. С их помощью контролируется:

  • температура воздуха в производственных и жилых зданиях;
  • проверка нагрева сыпучих продуктов;
  • состояние вязких материалов.

Принцип работы

Перед тем как непосредственно приступить к изготовлению электронного термометра, следует разобраться в принципе его действия и определиться, из каких узлов будет состоять конструкция. Промышленно выпускаемые электронные градусники различаются по своим размерам и назначению. Но все они построены на однотипном принципе действия.

Проводимость материала изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Основываясь на этом и проектируется схема электронного градусника. Так, чаще всего в конструкции применяется термопара. Это электронный прибор, стоящий из двух сваренных между собой металлов. На поверхности каждого из них имеется контактная площадка, подключённая к измерительной схеме. При нагревании или охлаждении контактов возникает термоэлектродвижущая сила, появление и изменение которой регистрируется платой электроники.

В устройствах нового поколения вместо термочувствительного элемента используется кремниевый диод. Полупроводниковый радиоэлемент, у которого наблюдается зависимость вольт-амперной характеристики от температурного воздействия. Иными словами, при прямом включении (направление тока от анода к катоду) значение падения напряжения на переходе изменяется в зависимости от нагрева полупроводника.

Обработанные данные выводятся на дисплей, с которого уже визуально снимаются пользователем. Цифровые градусники позволяют измерять изменения температуры в диапазоне от -50 ° С до 100 ° С.

Всего же в конструкции простого термометра можно выделить пять блоков:

  1. Датчик — устройство, изменяющее свои параметры в зависимости от величины воздействующей на него температуры.
  2. Измерительные провода — используются для выноса датчика и его расположения в различных местах, требующих контроля над температурой. Чаще всего это небольшого сечения в диаметре проводники, даже необязательно экранированные.
  3. Плата электроники — содержит блок анализатора, фиксирующий изменения приходящего от датчика сигнала, а затем передающий его на экран.
  4. Дисплей — монохромный или цветной экран, предназначенный для отображения данных об измеренной температуре.
  5. Блок питания — собирается на типовых для радиоэлектроники интегральных микросхемах. Используется для стабилизации и преобразования питания, подающегося на все узлы платы.

Особенности изготовления

Человеку, увлекающемуся радиолюбительством, сделать электронный термометр своими руками по схеме не доставит трудностей, но в то же время обычному потребителю понадобится иметь хотя бы навыки паяния. Сегодня существует довольно много различных схем, отличающихся как сложностью повторения, так и дефицитностью радиодеталей.

При выборе схемы учитывают характеристики, которые она сможет обеспечить будущему измерительному устройству. В первую очередь — это диапазон измеряемых температур, а во вторую – погрешность. Конструктивно можно собрать проводную и беспроводную модель. При сборке второго типа используется радиомодуль, значительно удорожающий изделие.

Из-за использования чувствительных специализированных микросхем собирать навесным монтажом схему вряд ли получится. Поэтому предварительно изготавливается печатная плата. Делать её лучше из одностороннего фольгированного стеклотекстолита методом «лазерно-утюжной технологии».

Суть метода заключается в том, что с помощью, например, Sprint Layout, рисуется печатная схема устройства и распечатывается в зеркальном отображении в масштабе 1:1 на лазерном принтере. Затем, приложив отпечатанный рисунок изображением вниз к фольгированному слою, проглаживают чертёж разогретым утюгом. Из-за особенностей тонера изображение линий перенесётся на стеклотекстолит. Далее плата погружается в ванную с реактивом, например, FeCl3.

В качестве индикатора можно использовать светодиодную матрицу, но лучше приобрести любой монохромный экран. Простой экран можно взять буквально за «копейки», например, подойдёт от старых системных блоков, выполненных в форм-факторе АТ. Если планируется конструкция с выносным датчиком, то неплохим вариантом будет использование шлейфа с диаметром проводника от 0,3 мм2, но в принципе подойдёт любой провод. При этом чем вынос датчика больше, тем большего сечения нужен и провод.

В схемотехнике некоторых термометров используются микроконтроллеры. Их применение позволяет упростить электрическую схему и повысить функциональность, но при этом требует навыков программирования и умения загружать прошивку. Для этого понадобится программатор, который можно также спаять самостоятельно, например, для LPT из пяти проводов.

Простой термометр

Конструкция простого термометра состоит всего из трёх деталей и тестера. В качестве датчика температуры в схеме используется LM35. Это интегральный прибор с калиброванным выходом по напряжению. Амплитуда на выходе датчика пропорциональна температуре. Точность измерений составляет 0,75° C. Запитывать интегральную микросхему можно как от однополярного источника, так и двухполярного. Предел измерений от -55 ° до 150° C.

В качестве мультиметра можно использовать стрелочный или цифровой прибор. К датчику согласно схеме подключают источник питания. Например, КРОНу или три соединённых последовательно пальчиковых батарейки. Измеритель же подключают к клеммам V и COM и переводят в режим измерения температуры. Потребление датчика при работе не превышает 10 мкА.

Диапазон измерения мультиметра устанавливается на два вольта. Отображённый на экране результат и будет соответствовать измеряемой температуре. Последняя цифра в числе обозначает десятые доли градуса.

При желании устройство можно сделать двухканальным. Для этого дополнительно необходимо будет изготовить механический или электронный переключатель.

Цифровая схема

Одна из самых простых схем состоит всего из нескольких элементов. В основе конструкции лежит использование датчика, выдающего значение температуры в цифровом коде. Стоимость термодатчика LM 335 не превышает 50 центов, при этом после калибровки его точность измерения составляет от 0,3 ° до 1,5° C. Датчик может измерять температуру от — 40 ° до 100° C. Выпускается он в двух корпусах — TO-92 и SOIC. В качестве аналога можно использовать отечественную микросхему К1019ЕМ1.

При монтаже длина соединительных проводов может достигать пяти метров. Калибровка схемы осуществляется изменением напряжения, подаваемым на вывод один. Необходимое значение рассчитывается по формуле:

Uвых = Vвых1 * T / To, где:

  • Uвых – напряжение на выходе микросхемы;
  • Uвых1 – напряжение на выходе при эталонной температуре;
  • T и To – измеряемая и эталонная температура.

Напряжение, формирующее выходной сигнал, зависит от температуры, поэтому питание, подающееся на датчик, должно осуществляться от источника тока. Собирается он на двух транзисторах КТ209 и не требует дополнительных настроек. Максимальный ток питания не превышает 5 мА. Увеличение выходного напряжения на 10 мВ соответствует приросту температуры на один градус.

Использование микроконтроллера

Применение в схеме самодельного термометра микроконтроллера подразумевает использование программы, управляющей его работой. В качестве микросхемы применяется ATmega8, а датчика температуры — DS18B20.

В схеме используется небольшое число радиодеталей. Она несложная и не нуждается после сборки в какой-либо наладке. Напряжение питания микроконтроллера составляет пять вольт. Для его стабилизации используется микросхема L7805. Транзисторы можно использовать любые с NPN структурой. В качестве индикатора подойдёт трёхразрядный сегментный дисплей с общим катодом.

Температура устройством может изменяться в интервале от -55 ° до 125º С с шагом в 0,1º С. Погрешность измерения не превышает 0,5º С. Обмен данными между датчиком и микроконтроллером происходит по шине 1-Wire. При большом расстоянии выноса измерительной микросхемы DS18B20 от ATmega8 необходимо подобрать подтягивающее сопротивление. Распаять его лучше непосредственно на вывод датчика.

При программировании все установки микроконтроллера оставляются заводскими, и фьюзы не изменяются. Затем к собранному термометру можно добавить ещё один датчик, а также часы. Но для этого необходимо будет обладать знаниями в программировании, чтобы дописать программный код.

Точный термометр

Применение в качестве датчиков полупроводниковых диодов и транзисторов характеризуется сложностью калибровки показаний, что в итоге приводит к погрешности результата измерений. Поэтому для получения точного результата в качестве измерителя применяется бифилярно намотанная катушка из тонкого проводника, размещённая в цилиндре, имеющем размеры порядка 4×20 мм.

Основой конструкции является микросхема ICL707 и светящийся индикатор. Питание можно подавать от любого источника с выходной амплитудой 12 В. На DA3 собран нормирующий преобразователь, изменяющий своё выходное напряжение в зависимости от сигнала, поступаемого с датчика.

Настройка заключается в выставлении на 36 ноге микросхемы напряжения, равного одному вольту. Делается это с помощью резисторов R3 и R4. Вместо датчика подключают резистор на 100 Ом. Изменением сопротивления R14 устанавливают нули на цифровом индикаторе. После чего устройство готово к измерениям.

Как сделать термометр своими руками?

Термометр – предмет, который присутствует практически в каждом доме. Он всегда нужен и полезен, ведь глядя на его шкалу, можно узнать, какова настоящая температура воздуха за окном. Основной процент людей покупает эту деталь в специализированных магазинах, но на самом деле хороший термометр вполне возможно соорудить своими руками. В этой статье мы узнаем, как это можно сделать правильно.

Читайте также:  Щуп для осциллографа с делителем своими руками – схема

Принцип работы

Прежде чем спешить самостоятельно изготавливать хороший термометр, важно разобраться в принципе его работы. Также важно знать схему будущего изделия и разобраться во всех схемах, которые будут присутствовать в нем. В наше время многие люди выбирают электронные устройства, различающиеся и по форме, и по размерам. Рассмотрим принцип действия современных термометров на примере этих устройств.

Параметры производительности материала напрямую зависят от температуры окружающей среды. Отталкиваясь от этого, проектируется сама электронная схема будущего термометра. Обычно в его устройстве имеет место термопара. Это такой электронный прибор, который состоит из 2 металлов, которые были сварены друг с другом. На их поверхности присутствует специальная контактная площадка, подключенная к измерительной схеме. В условиях нагрева или охлаждения контактов образуется термоэлектродвижущая сила. Ее появление и изменения держатся под контролем и регистрируются платой электроники устройства.

В новых усовершенствованных устройствах вместо обычного термочувствительного составного элемента применяется диод кремниевого типа.

Полупроводниковый радиоэлемент отличает зависимость вольтамперной характеристики от воздействия температурных значений. Проще говоря, при условии прямого запуска значение падения напряжения на переходе меняется исходя из уровня нагрева полупроводниковой детали.

Все данные, что были обработаны подобным термометром, в итоге выводятся на дисплей. Таким образом пользователь может узнавать всю нужную ему информацию о температуре. Современные цифровые модели градусников дают возможность фиксировать температурные изменения в диапазоне от -50 до 100 градусов Цельсия.

Необходимые инструменты и материалы

Если вы решили самостоятельно изготовить термометр, то вам стоит подготовить все необходимые для того материалы и инструменты. Изготавливать термометры можно разными способами и из разных материалов – как из дешевых и доступных, так и дорогих. Рассмотрим, что может понадобиться для создания такого полезного предмета:

  • линейка;
  • маркер с тонким стержнем;
  • обычный покупной термометр (будет нужен для калибровки самодельного изделия);
  • пластиковая бутылка (если термометр делается из нее);
  • тонкая стеклянная или пластиковая трубка;
  • скотч;
  • специальная плата (если планируется изготовление более сложного электронного термометра);
  • светлый картон или полукартон (из него тоже можно изготовить термометр);
  • толстые белые или красные нитки;
  • игла с крупным ушком;
  • карандаш.

Конкретный список необходимых составляющих будет напрямую зависеть от того, какой именно термометр вы хотите изготовить.

Все необходимые составляющие желательно заготовить заранее перед началом всех работ, чтобы в нужный момент не пришлось искать необходимое приспособление (особенно если оно маленькое) по всему дому, теряя время.

Особенности изготовления

Сделать термометр своими руками можно разными способами. Возможно сделать самое простое устройство, для которого не требуются специальные запчасти и детали, а есть такие самодельные варианты, сделать которые будет довольно трудно. Рассмотрим, как надо правильно сооружать термометры своими руками на примере нескольких популярных моделей.

Из вольтметра

Термометр подобного вида можно изготовить самостоятельно. Но сперва необходимо соорудить приставку к мультиметру для измерения температурных значений, используя 2 основные детали:

Попутно вольтметр надо переделать в термометр. LM 35 представляет собой интегральный датчик температуры, рассчитанный на широкий диапазон температурных значений.

Его отличает высокая точность и калиброванный выход по напряжению. Указанный датчик призван измерять температуру от -55 до +110 градусов Цельсия (при этом имеет место коэффициент 10 мВ/С). Здесь потребляемый ток составляет меньше 60 мкА. Подобная деталь также используется в автомобильных бортовых компьютерах «Мультитроникс». Здесь они также применяются с целью измерения температурных показателей.

Следует тщательно распаять схему на макете и там же хорошо зафиксировать источник питания (для этого вполне подойдет батарейка не менее 3 вольт). Далее можно произвести подключение к тестеру. Надо при помощи подстроечника настроить температуру, опираясь на показания другого термометра и на этом устройство будет готово!

Из пластиковой бутылки

Если хочется изготовить своими руками более простой вариант термометра, то можно обойтись и использованием пластиковой бутылки. Разберем пошагово, как в домашних условиях соорудить такую любопытную вещицу.

  • В пластиковую бутылку надо влить воду и медицинский спирт. Соотношение компонентов должно быть 1: 1.
  • В полученный состав понадобится капнуть пару капелек пищевого красителя. Удобнее всего вносить этот компонент, используя пипетку.
  • Красящий компонент будет нужен для того, чтобы можно было следить за температурными изменениями.
  • Далее в бутыль надо вставить пластиковую трубочку (подойдет и стеклянная). Ее необходимо вставлять с максимальной осторожностью, чтобы не вылилась вода.
  • Теперь понадобится аккуратно приподнять верхнюю половинку трубки над горлышком, чтоб она выдавалась примерно на 10 см. Другой конец трубочки должен соприкасаться с дном резервуара.
  • Правильно поставьте трубочку и зафиксируйте ее, используя специальную формовочную глину (подойдет пластилин).
  • Позаботьтесь о плотной закупорке, чтобы из емкости жидкость не вытекла ни при каких обстоятельствах.
  • Сбоку к трубке прикрепите полосочку, заготовленную из белой толстой бумаги. Ее понадобится зафиксировать с тыльной стороны, используя скотч.
  • Бумага пригодится для того, чтобы можно было держать под контролем уровень жидкой смеси в бутылке. В дальнейшем на указанную деталь можно будет наносить метки.
  • Раствор для измерения понадобится долить в трубку, также используя пипетку.
  • Добейтесь того, чтобы жидкий состав в трубке поднимался на примерную высоту в 5 см над горлом бутылки.
  • Теперь в трубочку понадобится внести каплю растительного масла.

Собрав такой термометр, его работу надо проверить. По очереди опускайте бутылку с трубочкой в резервуары с горячей и холодной водой.

Когда прибор окажется в холодной жидкости, уровень раствора в трубке должен спуститься вниз, а когда он окажется в горячей воде, уровень повысится.

С выносным датчиком

Это сложный вариант самодельного термометра. Устройства, работающие на специальной термопаре и микроконтроллере, в изготовлении могут оказаться не самыми понятными, поэтому приступать к их самостоятельному изготовлению лучше людям, которые будут точно знать, что делают и с чем работают.

Для сооружения такого прибора будут нужны:

  • термический датчик (подойдет Dallas SD1820);
  • 2 диода Шоттки;
  • стабилитроны на 3,9 V, 6,2 V и 5,6V;
  • 1 диод 1N4148;
  • 1 конденсатор 10мкФ на 16V;
  • 1 резистор 1,5 кОм 0,25 Вт;
  • корпус для разъема;
  • 9-контактный разъем СОМ-порта типа «мама».

При определенном опыте и умениях можно смонтировать все элементы прямо на разъеме – это очень удобно.

В результате получится интересная модель термометра, которая будет работать в диапазоне температур от -55 до +125 градусов Цельсия. Погрешности здесь будут небольшими.

Готовому устройству потребуется правильная калибровка сенсоров. После этого нужно лишь подключить датчик к порту компьютера. Далее понадобится соответствующая программа измерения температуры. Для этого подойдет Temp. Keeper.

Из картона

Как ни странно, термометр можно изготовить из самых простых и доступных материалов, например, из картона. Подобный способ изготовления устройства максимально прост и доступен каждому. Разумеется, такие «устройства» чаще всего делаются для детей или детьми. Рассмотрим пошагово, как можно изготовить такой игрушечный или шуточный термометр своими руками.

  • На листе плотного картона понадобится нарисовать форму, повторяющую настоящий медицинский градусник (его можно использовать, чтобы срисовать контуры, если важна точность зарисовки).
  • Далее понадобится обязательно нанести шкалу со всеми соответствующими показателями.
  • В нижний участок нанесенных градусов надо вставить нитку красного цвета, а в верхний участок понадобится вставить белую нить. Надо скрепить эти детали и аккуратно отрезать все лишнее.

Самодельные картонные градусники благотворно влияют на умственное развитие ребенка. Желательно изготавливать подобную поделку в компании с малышом, привлекая его к процессу.

Как собрать термометр из вольтметра и термопары, смотрите далее.


Простой электронный термометр

Этот нехитрый прибор позволяет оперативно (за несколько секунд) измерить температуру человеческого тела, воды, окружающего воздуха и любых других объектов в диапазоне 20 …45°С. Несмотря на простоту схемы точность измерений получается достаточно высокой – ± 0.1°С.

Сердцем прибора и, пожалуй, единственной относительно труднодоступной деталью является термореризтор типа СТ3-19 номиналом 10 ком. Именно благодаря его малым размерам время измерения температуры не превышает нескольких секунд. Как видно из схемы, прибор аналоговый и представляет собой измерительный мост, который питается стабилизированным напряжением. В качестве низковольтного стабилитрона используются транзисторы VT1 и VT2.

При изменении температуры сопротивление терморезистора изменяется, а величина расбалансировки моста, состоящего из элементов R2, R5 и R8 отображается на стрелочном индикаторе, роль которого выполняет микроамперметр РА1. Для калибровки прибора служит переключатель SA2, который подменяет элементы R5 и R8 в одном из плечей моста на образцовые резисторы R4, R6 и R7.

Налаживание термометра производится следующим образом. С наиболее высокой доступной точностью измеряется сопротивление резистора R8 при температуре 20°С. От точности этого измерения будет зависеть и точность прибора. Далее подбираются резисторы R6 и R7 таких номиналов, чтобы они в сумме давали измеренное сопротивление. Они будут включены в цепь калибровки. Затем устанавливаем движки резисторов R2 и R3 в среднее положение и подаем питание на схему.

Читайте также:  Схема цифрового вольтметра и амперметра

1. Включаем SA2 в режим калибровки . Резистором R2 выводим стрелку прибора РА1 на нулевую отметку.
2. Помещаем датчик температуры на объект с известной температурой, лежащей в измеряемом диапазоне. Это может быть, к примеру, человеческое тело подмышкой. Переводим переключатель SA2 в положение «Измерение» и резистором R3 выставляем показание прибора РА1 на уровень, который будет соответствовать этой температуре.

Снова повторяем операции 1, 2 до тех пор (обычно 3-4 раза), пока в режиме «Калибровка» прибор не будет четко показывать 20°С, а в режиме «Измерение» — заранее известную температуру измеряемого тела. На этом настройку прибора можно считать оконченной.

Термореризтор типа СТ3-19

В конструкции на месте VT1, VT2 кроме указанных на схеме можно использовать КТ3102 с буквами А, Б, В, Г, в качестве РА1 подойдет любой микроамперметр с током полного отклонения 50 мкА, причем чем больше размеры шкалы, тем точнее можно будет отсчитывать его показания. Поскольку шкала термометра практически линейная, то отградуировать ее можно заранее в нужном диапазоне, который может быть несколько сдвинут и даже расширен, хотя расширением диапазона увлекаться не стоит – градуировка получится мельче, визуальная погрешность выше.

Питается устройство от двух гальванических элементов напряжением 1.5 В или аккумуляторов по 1.25 В каждый, потребляемый ток в режиме измерения составляет 3-5 мА. Резисторы R2 и R3 очень желательно поставить многооборотные ( к примеру, СП5-2), позволяющие проводить достаточно плавную регулировку сопротивления. Терморезистор очень удобно разместить в корпусе от фломастера, залив его эпоксидной смолой таким образом, чтобы измерительный кончик его оказался на месте кончика «грифеля» нового «фломастера». Со схемой измерительный узел можно соединить любым многожильным проводом, свив его парой. Длина жгута при этом может достигать 1 м.

Многооборотный резистор типа СП5-2

В заключение хотелось бы заметить, что категорически нежелательно включать прибор при отключенном термодатчике, поскольку большая величина разбалансировки измерительного моста может вывести из строя измерительную головку РА1.

Поделки дома

Разделы

Вход в систему

Реклама

Электронный термометр своими руками

Если нужно контролировать температуру, скажем, в подвале дома, на чердаке или в любом подсобном помещении, обычный ртутный или спиртовой термометр вряд ли подойдет-не будете же периодически выходить из комнаты, чтобы взглянуть на его шкалу.

рис. 1 “Базовая” схема

Более пригоден в подобных, случаях электронный термометр, позволяющий измерять температуру дистанционно – на расстояниях в сотни метров. Причем в контролируемом помещении будет располагаться лишь миниатюрный термочувствительный датчик, а в комнате на видном месте – стрелочный индикатор, по шкале которого и отсчитывают температуру. Соединительная же линия между датчиком и устройством индикации может быть выполнена либо экранированным проводом либо двухпроводным электрическим шнуром.

Как сделать.
Конечно, электронный термометр – не новинка современной электроники. О подобных устройствах неоднократно рассказывалось и в популярной радиолюбительской литературе. Но в большинстве случаев термочувствительным элементом в них работал терморезистор, обладающий нелинейной зависимостью сопротивления от температуры окружающей среды. А это менее удобно, поскольку стрелочный индикатор нужно было снабжать специальной нелинейной шкалой, получаемой во время, градуировки прибора с помощью образцового термометра.

В предлагаемом ниже электронном термометре в качестве термочувствительного элемента применен кремниевый диод, зависимость прямого напряжения (т. е. падения напряжения на диоде при протекании через него прямого тока – от анода к катоду) которого линейна в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды. В этом варианте отпадает необходимость в специальной градуировке шкалы стрелочного индикатора.

Принцип действия электронного термометра легко понять, вспомнив известную мостовую схему измерения, образованную четырьмя резисторами, с включенным в одну диагональ стрелочным индикатором и поданным на другую диагональ питающим напряжением. При разбалансе моста, т. е. изменении сопротивления одного из резисторов, через стрелочный индикатор начинает протекать ток, тем больший, чем сильнее разбаланс.

Немного преобразовав измерительный мост и включив вместо двух его резисторов транзисторные каскады (рис. 1), получим “базовую” схему электронного термометра. В цепь базы транзистора VT1 включен делитель напряжения с термочувствительным датчиком -диодом VD1, а в цепь базы, транзистора VT2 – делитель фиксированного напряжения. При нагреве или охлаждении термодатчика напряжение на базе транзистора VT1 будет изменяться (с кремниевым диодом примерно на 2 милливольта на каждый градус изменяющейся температуры относительно исходной). Чем больше изменение падения напряжения на диоде, тем сильнее разбаланс моста, тем больше угол отклонеения стрелки индикатора PA1.

На рис. 2 приведена принципиальная схема, предлагаемого электронного термометра. Он способен измерять температуру от 0 До 100 °С, от 0 до 50 °С или от -50 до +50 °С – все зависит от стрелочного индикатора РА1, используемого в приборе. Так, с показанным на схеме микроамперметром на 100 мкА термометр рассчитан на работу в первом из указанных диапазонов. Если установить индикатор на 50 мкА, можно работать во втором диапазоне. А с индикатором на 50 мкА, но с нулем посередине шкалы,- в третьем. При этом независимо от диапазона остальные, детали термометра остаются неизменными.

Основу термометра составляют каскады на транзисторах VT1 и VT3. Смещение на базе транзистора VT1 задается цепочкой из резисторов R1-R3, причем переменным резистором R2 можно более точно подбирать напряжение смещения, а значит, балансировать измерительный мост и устанавливать стрелку индикатора РА1 на условный нуль отсчета (на нулевое деление шкалы). Напряжение смещения на базе транзистора VT2 определяется цепочкой и” резисторов R10, R3 и диода VD1, подключенного к зажимам ХТ1, ХТ2 и выполняющего роль термочувствительного датчика. При изменений окружающей температуры изменяется напряжение смещения на базе транзистора VT2 и стрелка индикатора отклоняется. По углу отклонения стрелки судят о контролируемой температуре.

Питается электронный термометр стабильным напряжением, которое получается благодаря включению в цепь батареи GB1 параметрического стабилизатора, состоящего из балластного резистора R12 и стабилитрона VD2. Поскольку потребляемый термометром ток значителен (более 15 мА), питание подается кнопкой SB1 только во время измерения.

В простейшем варианте можно подавать напряжение от батареи 3336 или выпрямителя (с выходным стабилизированным напряжением 4.5. 6 В) на проводники А и Б (при этом, конечно, детали стабилизатора не нужны).

Датчиком в термометре может работать, кроме указанного на схеме, любой кремниевый диод, например, серий КД102, Д226. При использовании диода серии Д226 для контроля, скажем, температуры нагревания мощного транзистора усилителя, следует удалить вывод катода (чтобы диод можно было прикладывать корпусом к контролируемой поверхности), а вместо него подпаять к боковой поверхности корпуса отрезок монтажного провода в изоляции.

Транзисторы – любые маломощные кремниевые, например, серий КТ306, КТ312, КТ315 с коэффициентом передачи 40. 50. Все постоянные резисторы- МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125, переменный R2 – СП-1, подстроечный R9 – СП3-1a или СП3-16. Индикатор РА1 – типов М24, М592 или другой с указанным выше током полного отклонения стрелки. Батарея GB1 – “Крона” или две последовательно соединенные 3336.

Налаживание собранного термометра начинают с проверки потребляемого им тока. К зажимам ХТ1 и ХТ2 подключают диод-датчик, а к точкам А и Б-батарею 3336 (через миллиамперметр на 30-50 мА). Стабилитрон VD2 временно отключают. Стрелка миллиамперметра должна показать ток 10. 20.. мА, что укажет на исправность прибора.

Затем проверяют действие переменного резистора R2, устанавливая им стрелку индикатора на отметку 20 мкА при нормальной окружающей температуре (20 °С). После этого, зажав в руке датчик, наблюдают ЗА увеличением показаний стрелочного индикатора. Если они, наоборот, падают, изменяют полярность включения микроамперметра.

Следующий этап – калибровка электронного термометра. Диод-датчик опускают в сосуд с водой и снегом или льдом (в воде должен находиться только одни из выводов диода, поэтому на время калибровки диод нужно поместить в изогнутую поливинилхлоридную трубку) – температура такой смеси равна 0 °С. Резистором R2 устанавливают стрелку индикатора точно на нулевую отметку шкалы.

Вынимают датчик из воды и дожидаются, когда показание индикатора увеличатся до первоначального значения. Вновь опускают датчик в воду, но уже кипящую ее температура около 100 °С. Резистором R9 добиваются отклонения стрелки на конечную отметку шкалы.

Далее проверяют калибровку начальной отметки шкалы, опуская датчик в воду со льдом или снегом и корректируя положение движка резистора R2, после чего датчик помещают в кипящую воду и добиваются нужного отклонения стрелки, индикатора подстроечным резистором R9. И так – несколько раз, пока не удастся добиться точных показаний индикатора. В дальнейшем достаточно будет корректировать положение стрелки индикатора переменным резистором R2, помещая датчик в комнату с известной температурой.

Для термометра со шкалой 0…50 °С датчик опускают в стакан с остывающей горячей водой и помещенным в него контрольным термометром в тот момент, когда температура воды достигнет заданной (50 °С).

Если калибровку делают летом, когда нет ни снега ни льда, датчик вместе с контрольным термометром помещают в морозильную камеру холодильника. Конечно, калибровку следует проводить с подключенным к прибору источником GB1, а не с выносной батареей.

Ссылка на основную публикацию