6 Описание установки.

В настоящей работе предлагается исследовать работу по­лупроводникового микрохолодильника типа ТП-2М и опре­делить температурные коэффициенты напряжения стабили­зации кремниевых стабилитронов, кремниевого диода. Блок-схема установки приведена на рис. 7.

Питание микрохолодильника осуществляется от блока ВСП-12, который в свою очередь запитывается от автотранс­форматора АРБ-250. ВСП-12 имеет четыре положения пере­ключателя выходного напряжения и регулирует ток грубо. Для плавной регулировки используется АРБ-250. Блок пита­ния позволяет регулировать ток от 0 до 7А. Рабочий объём микрохолодильника охлаждается термоэлектрической бата­реей, работа которой основана на эффекте Пельтье. Полупро­водниковые элементы скоммутированы таким образом, что образуют плоскости соответственно холодных и горячих спа­ев. Плоскости холодных спаев находятся в тепловом контакте

с дном охлаждаемой камеры. Теплосъём с горячих спаев осу­ществляется на металлический радиатор.

Для измерения температуры внутри камеры в неё помещён термометр. Также внутри камеры находится полупроводни­ковый терморезистор КМТ, сопротивление которого измеря­ется с помощью моста Е7-4. Градуировочный график зависи­мости сопротивления терморезистора от температуры необхо­димо построить в процессе выполнения работы.

Электронная схема включает в себя следующие кремни­евые приборы: диод КД512, стабилитроны Д818В, Д814Б, КС133А. Эти приборы помещены в холодильную камеру и запитываются от источника питания вольтметра Ф204/2, ко­торый используется для измерения напряжения на диоде и стабилитронах грубо (2 знака после запятой). Точное изме­рение напряжения на полупроводниковых приборах осуще­ствляется вольтметром В7-23 через дополнительный выход на контроль.

Прежде чем приступить к выполнению работы необходимо ознакомиться с установкой и работой всех приборов, входя­щих в установку.

7 Порядок выполнения работы.

ЗАДАНИЕ. Снятие статической характеристики (кривой холодопроизводительности) микрохолодильника ТП-2М. Построение калибровочной кривой терморези­стора КМТ. Определение температурных коэффициен­тов напряжения кремниевых стабилитронов и кремние­вого диода в режиме прямого тока.

1. Включить питание моста Е7-4. Согласно инструкции по эксплуатации моста измерить сопротивление терморезистора при выключенном питании термобатареи. При этом переклю­чатель контрольных точек не должен находиться в положе­нии "терморезистор". Измерить по термометру температу­ру в камере микрохолодильника.

2. Включить питание вольтметра В7-23 и измерить напря­жения стабилизации стабилитронов и падение напряжения на диоде, пользуясь переключателем контрольных точек.

Таким образом, для начальной температуры в камере ми­крохолодильника Вы будете иметь соответствующие ей зна­чения сопротивления терморезистора, напряжений на стаби­литронах и диоде.

3) Переключатель блока ВСП-12 поставить в положение "I" и включить тумблером питание АРБ-250. Напряжение на АРБ-250 установить на минимальное (~ О В). Далее по шкале амперметра блока ВСП-12 установить ток 0,5А увеличивая напряжение подаваемое с автотрансформатора АРБ-250.

4) По мере понижения температуры в камере микрохолодильника сопротивление терморезистора начнёт изменять­ся. Необходимо подождать не менее пяти минут, пока стрел­ка указателя равновесия моста перестанет отклоняться. Это свидетельствует установлению в камере микрохолодильника температуры, соответствующей охлаждению при данном то­ке, протекающего через термобатарею. Затем снять отсчёт температуры по термометру и значение сопротивления терморезистора с помощью моста. Вольтметром В7-23 измерить напряжения стабилизации стабилитронов и падение напряже­ния на диоде, пользуясь переключателем контрольных точек.

Теперь для заданной температуры в камере микрохолодильника Вы будете иметь новые, соответствующие ей значе­ния сопротивления терморезистора, напряжений на стабили­тронах и диоде.

5) Увеличить при помощи автотрансформатора АРБ-250 ток через термобатарею до 1А и провести действия аналогич­но п. 4 для нового значения тока.

6) Подобным образом провести измерения как указано в п.п. 4,5, изменяя протекающий через термобатарею ток с ша­гом 0.5А до величины тока, которая возможна в положе­нии "I" переключателя "ТОК" блока ВСП-12 и максималь­ном значении напряжения с АРБ-250. Дальнейшее увеличе­ние тока питания термобатареи производить переключателем "ТОК* блока ВСП-12 в положения II, III и IV при максимальном значении напряжения с АРБ-250.

7) Измерения закончить когда будет достигнута мини­мальная температура в камере микрохолодильника при мак­симальном токе через термоэлемент.

8. Построить градуировочную кривую зависимости сопро­тивления терморезистора от температуры.

9. Построить график зависимости

ΔT =f(I), ΔT = T₀-T_Т,

Т_о - комнатная температура;

Т_Т - текущее значение температуры в холодиль­ной камере;

I - ток питания термобатареи.

10) Вычислить значения ТКН для каждого стабилитрона и диода по формуле:

Uст2 - напряжение стабилизации при минималь­ной температуре в холодильной камере;

Uст1 - напряжение стабилизации при комнатной температуре;

t2 - минимальная температура в холодильной ка­мере;

t1 - комнатная температура

Литература

[1] Л.В.Венгеровский, А.Х.Ванштейн. Системы термостати­рования в радиоэлектронике.-М.,Энергия, 1969г.

[2] Л.В.Гейлер. Введение в теорию автоматического регули­рования тепловых процессов.-Минск, "Наука и техника", 1967г.

[3] Е. Г.Дудников. Основы автоматического регулирования тепловых процессов. Госэнергоиздат, 1956г.

[4] А.Ф.Иоффе, Л.С.Стильбанс.

Термоэлектрическое охлаждение.-М.-Л., Издательство АН СССР, 1956г.

[5] Б.А.Коленко. Термоэлектрические охлаждающие прибо­ры. Издательство АН СССР, 1963г.

[6] А.Г.Шашаков, А.И.Кашпирович. Динамические свойства цепей с термисторами. Госэнергоиздат, 1962г.

[7] Г.Б.Альтшулер. Кварцевые генераторы// Справочное пособие.-М., Связь, 1979г., §§8.2, 8.3 .

18