К140Уд8А схема включения: К140уд8 схема включения

Каталог радиолюбительских схем

Каталог радиолюбительских схем ВОЛЬТОММЕТР НА ОУ

ВОЛЬТОММЕТР НА ОУ

Операционный усилитель К140УД8А с полевыми транзисторами на входе позволяет создать простой по схеме и конструкции вольтомметр постоянного тока с высоким входным сопротивлением и малой погрешностью измерения.

Принципиальная схема прибора приведена на рис. 1.а.

Вольтомметром можно измерять постоянные напряжения от 1 мВ до 1000 В и активные сопротивления от 1. Ом до 10 МОм.

Вид измерения выбирают переключателем S2. На рис. 1, а он изображен в положении измерения напряжений. Входное сопротивление прибора 22 МОм. Диапазон измеряемых напряжений разбит на пять поддиапазонов:

0…100 мВ; 0…300 мВ; 0…1 В; 0…3 В и 0…10 В. Входной делитель (R1, R2), с коэффициентом деления 1:100, позволяет получить еще пять поддиапазонов: 0…10 В; О…30 В; 0…100 В; 0…300 В и 0…1000 В.

Наличие двух одинаковых поддиапазонов (О… 10 В) в разных положениях переключателя SI позволяет точно подстроить коэффициент деления входного делителя при налаживании прибора.

Диапазон измеряемых сопротивлений разбит также на пять поддиапазонов с верхними пределами: 1 кОм, 10 кОм, 100 кОм, 1 МОм и 10 МОм. Шкала омметра, благодаря большому коэффициенту усиления ОУ — линейна.

В поддиапазонах 100 мВ и 10 В прибор можно использовать как индикатор нуля. Для этого стрелку прибора нужно установить на середину шкалы переменным резистором R10, ручка которого выведена на переднюю панель.

Вольтомметр может быть выполнен как самостоятельный прибор пли в виде приставки к низкоомному вольтметру (гнездо ХЗ).

При измерении напряжений ОУ охвачен 100%-ной отрицательной обратной связью (ООС) и представляет собой повторитель напряжения с коэффициентом передачи, равным 1.

Упрощенная схема измерения сопротивлений показана на рис. 1,6. При введении достаточно глубокой ООС операционный усилитель стремится поддерживать напряжение на инвертирующем входе, равным напряжению на неинвертирующем входе. Измеряемый резистор Rx, включен в плечо делителя в цепи ООС.

Если Rx, равен одному из резисторов R5—R9, то коэффициент деления равен 1:2. Поэтому напряжение на выходе ОУ будет равно удвоенному напряжению на неинвертирующем входе.

Разность напряжений между выходом ОУ и неинвертирующем входом с большой точностью равна напряжению стабилизации стабилитрона V1.

Сопротивление резисторов R11+R12 выбрано так, чтобы стрелка прибора РА1 находилась на конечной отметке шкалы при равенстве сопротивления резистора R. сопротивлению одного из резисторов R5—R9.

При Rx=0 потенциалы обоих входов и выхода ОУ равны друг другу и стрелка омметра автоматически устанавливается на нулевую отметку шкалы.

Если же Rx=Ґ, цепь ООС оказывается разорванной и на выходе ОУ будет максимальное выходное напряжение, которое почти равно напряжению источника питания. Это напряжение может вывести стрелочный прибор из строя. Чтобы этого не случилось, измерение Rx нужно производить только после подключения резистора к входным зажимам и перевода переключателя S2 в положение “Rx” (см.

рис. 1, а). С этой же целью стрелочный прибор шунтирован кремниевыми диодами.

Конденсатор С) защищает ОУ и стрелочный прибор от перегрузки во время коммутации контактов переключателя S2 из одного положения в другое. Цепь R4C2 предохраняет прибор от наводок переменного тока и от резких бросков тика через стрелочный прибор при подключении и отключении источника измеряемого напряжения.

Налаживание вольтомметра. Если при сборке прибора не было допущено ошибок, то вольтметр налаживания практически не требует, а в омметре необходима калибровка шкалы. Делают это так. К гнездам “Rx” подключают образцовый резистор, сопротивление которого равно верхнему пределу какого-либо поддиапазона, переключатель S3 устанавливают в положение, соответствующее этому поддиапазону, и резистором R11 выставляют стрелку прибора на конечную отметку шкалы.

Практика измерений. Поскольку входное сопротивление вольтметра довольно велико, он чувствителен к электростатическим наводкам с рук экспериментатора, даже если браться за изоляционные ручки щупов. На нижних пределах измерения стрелка резко отклоняется и может быть погнута. Чтобы этого не произошло, перед включением прибора в сеть переключатели S2 и S3 нужно установить в положение “1000 В” и только после этого начать работу. При измерении сопротивлений таких предосторожностей не требуется.

Прибор почти не нуждается в предварительном прогреве. Через 1…2 мин после включения стрелку прибора устанавливают на нуль переменным резистором R10. Повторной подстройки нуля при последующих включениях, как правило, не требуется.

Погрешность измерений определяемся точностью коэффициента деления входного делителя, классом точности резисторов R5—R9 и R13-—R16 и стрелочного прибора РА1. Если использованы прецизионные резисторы, стрелка прибора хорошо отбалансирована, а шкала размечена точно — погрешность измерений Ux и Rx на всех поддиапазонах не превышает ±1%.

В вольтомметре можно использовать резисторы МВСГ, ПТМН, БЛП, С5-5, С2-13 или другие с допуском на сопротивление не хуже 0,5%. Конденсаторы С1 и С2 — КМ-4 или аналогичные, СЗ и С4 — К50-6. Переключатели любого типа. Стрелочный прибор типа М24 с внутренним сопротивлением 1000 Ом±0,3%. Это достигнуто включением последовательно с рамкой прибора, имеющей сопротивление около 800 Ом, добавочного резистора.

Операционный усилитель К140УД8А может быть заменен на ОУ типа К544УД1А или К284УД1А.

Трансформатор Т1 выполнен на сердечнике ПЛ10х12,5х20. Первичная обмотка намотана проводом ПЭВ-2 0,06 и содержит 5200 витков, вторичная — 2х360 витков провода ПЭВ-2 0,12.

М. ДОРОФЕЕВ, г. Москва

• РАДИО № 12, 1983 г.

Содержание

Каталог радиолюбительских схем © Все права защищены. Радиолюбительская страница. Перепечатка разрешается только с указанием ссылки на данный сайт. Пишите нам. E-mail: irls@yandex. ru или [email protected].

Я радиолюбитель

Передаточная характеристика операционного усилителя: расчет, формула, схема

Пример HTML-страницы

Операционный усилитель хорошо характеризует его передаточная характеристика — зависимость вида u вых= f (u диф), где f − некоторая функция. Изобразим график этой зависимости (рис. 1.139) для операционного усилителя К140УД1Б (это один из первых отечественных операционных усилителей).

Эта конкретная характеристика не проходит через начало координат. У различных экземпляров операционных усилителей одного и того же типа эта характеристика может проходить как слева, так и справа от начала координат. Заранее предсказать точное положение этой характеристики невозможно.

Значение напряжения uдиф, при котором выполняется условие uвых= 0, называют напряжением смещения (напряжением смещения нуля) и обозначают через U_см. Для операционного усилителя типа К140УД1 известно только то, что напряжение U_см лежит в диапазоне от −10 мВ до +10 мВ.

А это означает, что при нулевом напряжении uдиф напряжение uвых может лежать в пределах от минимально возможного (около −7 В) до максимально возможного (около +10 В).

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Для того чтобы при нулевом усиливаемом сигнале напряжение на выходе было равным нулю, т. е. для того, чтобы передаточная характеристика проходила через начало координат, предусматривают меры по компенсации напряжения смещения (балансировка, коррекция нуля, настройка нуля). В некоторых операционных усилителях (в том числе и типа К140УД1Б) не предусмотрены специальные выводы, воздействуя на которые можно было бы компенсировать напряжение смещения.

В этом случае на входы операционного усилителя, кроме усиливаемого сигнала, нужно подавать напряжение, компенсирующее напряжение смещения. В некоторых операционных усилителях для компенсации напряжения смещения предусмотрены специальные выводы. Изобразим типовую схему включения операционного усилителя типа К140УД8А, в котором предусмотрены такие выводы (рис. 1.140).

Через NC обозначены специальные выводы для балансировки. Цифрами обозначены номера выводов.

Диапазон выходного напряжения, соответствующий почти вертикальному участку передаточной характеристики, называется областью усиления. Соответствующий этому диапазону режим работы называют режимом усиления (линейным, активным режимом). В линейном режиме uвых=K·uдиф, где K— коэффициент усиления по напряжению (коэффициент усиления напряжения, коэффициент усиления дифференциального сигнала).

Обычно величина K лежит в пределах 10⁴ … 10⁵. К примеру, для операционного усилителя типа К140УД1Б К = 1350…12000, для операционного усилителя К140УД14А K не менее 50000.

Диапазоны выходного напряжения вне области усиления называются областями насыщения. Соответствующий этим областям режим называют режимом насыщения. Обычно считается, что в режиме насыщения выполняется условие uвых= +U_пит −3В(при uдиф> 0) или uвых= −U_пит +3В( при uдиф< 0) где +U_пит и −U_пит — напряжения питания. В приближенных расчетах иногда считают, что в режиме насыщения uвых= +U_пит или uвых= −U_пит

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Реальные электронные устройства на основе операционного усилителя практически всегда имеют коэффициент усиления значительно меньше K, так как в них используется отрицательная обратная связь. Пример схемы с отрицательной обратной связью приведен на рис. 1.134.

Легко заметить, что чем больше коэффициент K при заданных напряжениях +U_пит и −U_пит, тем меньше тот диапазон значений напряжения  u диф, который соответствует режиму усиления. Так, если K = 50000 и +U_пит = |−U_пит | = 15 В, то величина |uдиф| не может превышать значения 15 / 50000 = 300 · 10⁻⁶ В = 300 мкВ. Если наперед известно, что операционный усилитель работает в режиме усиления, то при практических расчетах обычно принимают, что uдиф= 0.

Терморегулятор

своими руками: схема, видео, фото

Продолжаем наш раздел электронные самоделки, в этой статье мы рассмотрим устройства, поддерживающие определенный тепловой режим, или сигнализирующие о достижении нужного значения температуры.

У таких устройств очень широкая сфера применения: они могут поддерживать нужную температуру в инкубаторах и аквариумах, теплых полах и даже быть частью умного дома. Для вас мы предоставили инструкцию, как сделать терморегулятор своими руками и с минимумом затрат.

• Немного теории
• Обзор схемы

Немного теории

Простейшие измерительные датчики, в том числе и реагирующие на температуру, состоят из измерительного полуплеча двух сопротивлений, опорного и элемента, изменяющего свое сопротивление в зависимости от подводимой к нему температуры. Нагляднее это показано на картинке ниже.

Как видно из схемы, резистор R2 является измерительным элементом самодельного терморегулятора, а R1, R3 и R4 — опорным плечом прибора. Это термистор. Это проводник, который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры.

Элемент термостата, реагирующий на изменение состояния измерительного плеча, представляет собой интегральный усилитель в режиме компаратора. Этот режим переключает выход микросхемы из выключенного состояния в рабочее положение скачком. Таким образом, на выходе компаратора имеем только два значения «включено» и «выключено». Нагрузка на чип — вентилятор ПК. При достижении температуры определенного значения в плече R1 и R2 происходит сдвиг напряжения, вход микросхемы сравнивает значение на выводах 2 и 3 и компаратор переключается. Вентилятор охлаждает необходимый объект, его температура падает, сопротивление резистора изменяется и компаратор отключает вентилятор. Таким образом поддерживается температура на заданном уровне, а работа вентилятора контролируется.

Обзор схемы

Напряжение разности с измерительного плеча подается на спаренный транзистор с большим коэффициентом усиления, а в роли компаратора выступает электромагнитное реле. Когда катушка достигает напряжения, достаточного для втягивания сердечника, она срабатывает и подключает через свои контакты исполнительные устройства. При достижении заданной температуры снижается сигнал на транзисторах, одновременно снижается напряжение на катушке реле, и в какой-то момент происходит размыкание контактов и отключение полезной нагрузки.

Особенностью данного типа реле является наличие гистерезиса — это разница в несколько градусов между включением и выключением самодельного терморегулятора, обусловленная наличием в цепи электромеханического реле. Таким образом, температура всегда будет колебаться на несколько градусов вблизи нужного значения. Представленный ниже вариант сборки практически лишен гистерезиса.

Схема аналогового регулятора температуры для инкубатора:

Эта схема была очень популярна для повторения в 2000 году, но и сейчас не потеряла своей актуальности и вполне справляется с возложенной на нее функцией. Если у вас есть доступ к старым деталям, вы можете собрать терморегулятор своими руками практически бесплатно.

Сердцем самоделки является интегральный усилитель К140УД7 или К140УД8. В данном случае он связан с положительной обратной связью и является компаратором. Термочувствительный элемент R5 представляет собой резистор ММТ-4 с отрицательным ТКЕ, а значит, при нагреве его сопротивление уменьшается.

Дистанционный датчик подключен экранированным проводом. Для уменьшения перекрестных помех и ложных срабатываний устройства длина провода не должна превышать 1 метра. Нагрузка управляется через тиристор VS1 и от его номинала зависит максимально допустимая мощность подключаемого нагревателя. При этом 150 ватт, электронный ключ — тиристор необходимо установить на небольшой радиатор, для отвода тепла. В таблице ниже приведены номиналы радиоэлементов для сборки терморегулятора в домашних условиях.

Устройство не имеет гальванической развязки от сети 220 В, при настройке будьте внимательны, на элементах регулятора присутствует сетевое напряжение, опасное для жизни. После сборки обязательно изолируйте все контакты и поместите устройство в непроводящий ток корпус. В видео ниже рассмотрено как собрать терморегулятор на транзисторах:

Самодельный Транзисторный Термостат

Сейчас мы расскажем как сделать регулятор температуры для теплого пола. Рабочая схема скопирована с серийного образца. Полезно для тех, кто хочет ознакомиться и повторить, или как образец для устранения неполадок устройства.

Центр схемы — микросхема стабилизатора, подключена необычным образом, LM431 начинает пропускать ток при напряжении выше 2,5 Вольт. Это величина внутреннего источника эталонного напряжения этой микросхемы. При меньшем значении тока ничего не пропускает. Эту его особенность стали использовать в различных схемах терморегуляторов.

Как видите, классическая схема с измерительным плечом осталась: R5, R4 — делитель напряжения добавочные резисторы и R9является термистор. При изменении температуры происходит сдвиг напряжения на входе 1 микросхемы, и если оно достигает порога, то напряжение идет дальше по схеме. В данной конструкции нагрузкой для микросхемы TL431 является светодиод работы HL2 и оптопара U1, для оптической развязки цепи питания от цепей управления.

Как и в предыдущем варианте, устройство не имеет трансформатора, а получает питание по цепи гасящих конденсаторов С1, R1 и R2, поэтому также находится под опасным для жизни напряжением, и при работе с ним необходимо соблюдать предельную осторожность схема. Для стабилизации напряжения и сглаживания пульсаций сетевых скачков в схеме установлены стабилитрон VD2 и конденсатор С3. Для визуальной индикации наличия напряжения на устройстве установлен светодиод HL1. Элемент управления питанием — симистор VT136 с небольшой обвязкой для управления через оптопару U1.

При этих номиналах диапазон регулирования находится в пределах 30-50°С. При кажущейся сложности конструкция проста в настройке и легко повторяется. Наглядная схема терморегулятора на микросхеме TL431, с внешним питанием 12 вольт для использования в системах домашней автоматизации представлена ​​ниже:

Данный термостат способен управлять компьютерным вентилятором, силовым реле, световыми индикаторами , звуковая сигнализация. Для контроля температуры паяльника есть интересная схема на той же микросхеме TL431.

Для измерения температуры ТЭНа используется биметаллическая термопара, которую можно взять в мультиметре с выносного счетчика или приобрести в специализированном магазине радиодеталей. Для повышения напряжения с термопары на ответ TL431 уровень, на LM351 установлен дополнительный усилитель. Управление осуществляется через оптопару MOC3021 и симистор T1.

При включении термостата в сеть необходимо соблюдать полярность, минус регулятора должен быть на нулевом проводе, иначе фазное напряжение появится на корпусе паяльника, через провода термопары. Это главный недостаток данной схемы, ведь не всем хочется постоянно проверять, включена ли вилка в розетку, а пренебрегая этим, можно получить удар током или повредить электронные компоненты при пайке. Регулировка диапазона производится резистором R3. Эта схема обеспечит долгую работу паяльника, исключит его перегрев и повысит качество пайки за счет стабильности температурного режима.

Еще одна идея по сборке простого термостата рассмотрена в видео:

Терморегулятор на микросхеме TL431

Также рекомендуем посмотреть еще одну идею по сборке термостата для паяльника:

Простой регулятор для паяльника