在生活中經常需要進行溫度測量,如根據溫度變化調整穿衣服的厚薄,根據溫度高低確定是否開空調取暖或制冷等等。根據溫度傳感器的原理,簡易的制作了這款指針式溫度計。
1、選擇溫度傳感
器溫度測量的方法很多,隨著集成電路技術的發(fā)展,已經研制出了能方便地將溫度轉變成電信號的集成電路,并且性能良好。我選用的就是集成電路溫度傳感器LM35。它是一個三端元件,輸出電壓與溫度成正比,溫度每升高1度,輸出電壓就增加10mV,它的性能指標如下表所示。
2選用溫度指示器
有了溫度傳感器,可以把溫度的高低轉化成電壓的高低,就可以用萬用表來指示。根據這個思路,選擇了電表的表頭來指示溫度的高低。從電子商場花9 元錢買了一個舊電表表頭。經過測試,表針滿偏時的電流約95μA,而此時表頭兩端的電壓約為0.09V,依此算出表頭的內阻約為947Ω。有了這些測試數據就為下面的制作準備好了必要的技術資料。
3、選用合適的電阻
選用的電表表頭最大只能測到0.09V的電壓,也就是只能指示9℃以下的溫度,所以,必須加一個電阻來加大它的溫度測量范圍。根據物理學中的電壓電流關系,可以確定一個合適的電阻來增大溫度的測量范圍。本制作選擇了一個3.9KΩ的電阻。這里說明一點,沒有必要選擇精密的電阻,只要選擇一般的電阻就行。
4、選擇電源
由于傳感器的供電電壓要求是4~20V,所以選擇了一個單節(jié)9V的方電池,型號是6F229V。有了電源就可以開始制作了。
5、制作溫度計
準備好四個元件,再準備好電烙鐵、焊錫絲、黑膠布、尖嘴鉗、電線等工具和輔助材料,用電烙鐵將元件按電路(下圖)焊接好,電池、LM35和電表表頭是有正負極性的,不要接反。注意電池最好用按扣連接,以便不用時將電池斷開,節(jié)約電力,延長電池壽命,以后更換電池也方便。電路連好后,就要進行下面關鍵的一步:改動表頭,繪制刻度盤。
6、畫刻度盤
表頭原來的刻度盤指示的是電壓值,讓人搞不清是電壓表還是溫度計,并且指示值還需要換算,太麻煩了。為此,將原表頭的刻度盤拆下(表頭是一個精密部件。拆裝時要精心),反過來裝上,這時刻度盤上沒有一個刻度指示。為了準確指示溫度。我記錄了不供電時的刻度位置,標上0,再用其他溫度計校準第二點,如另一個溫度計(紅水溫度計)指示27℃時,我將指針指示位置記錄,然后標上27。之后,拆下刻度盤,在白紙上用圓規(guī)、量角器,精心地將0到27之間的刻度盤等分為27份,每格1℃,然后按同樣的比例將27以上的刻度盤也畫好,將刻度盤裝好,安裝好外殼,整個制作就完成了。注意:如果測量范圍包含 100℃,則可以用沸騰的開水作為溫度校準的第二個記錄點,并且第二個記錄點最好接近表頭的滿量程值,這樣可以減少刻度盤的誤差。
經過與家中的紅水溫度計對比,這款溫度計精度還真的不差,兩個溫度計相差不到1℃。
經過使用,發(fā)現(xiàn)了電子溫度計的缺點,因為用電池供電,所以在連續(xù)使用了幾個月后指示溫度不準,后來發(fā)現(xiàn)是電池沒電了,而紅水溫度計就不存在這個問題。當然,它也有許多優(yōu)點,如指針指示清晰、易辨認,可以測某點的局部溫度,而且比紅水溫度計反應快。