- •1 Введение
- •2 Принцип действия систем термостатирования.
- •4 Краткая характеристика типов сэт.
- •4.1 Принципы регулирования, применяемые в сэт.
- •5.1 Датчики температуры.
- •5.2 Усилительно-преобразующие и регулирующие устройства.
- •5.3 Исполнительные элементы.
- •6 Описание установки.
- •7 Порядок выполнения работы.
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.
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.
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.
Построить градуировочную кривую зависимости сопротивления терморезистора от температуры.
Построить график зависимости
ΔT =f(I), ΔT = T0-TТ,
То - комнатная температура;
ТТ - текущее значение температуры в холодильной камере;
I - ток питания термобатареи.
10) Вычислить значения ТКН для каждого стабилитрона и диода по формуле:
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 .