Датчик потока на основе нагретого диода

В этой статье описан метод, позволяющий оценить поток воздуха или жидкости с помощью полупроводникового диода с внешним подогревом. Поток воздуха, обтекающего нагретый диод, снижает его температуру, изменяя падение напряжения на диоде (Рисунок 1). Этот принцип подобен тому, который используется в термоанемометрах.

Батарейки POWER FLASH – новое слово на российском рынке химических источников тока

При охлаждении потоком воздуха или жидкости прямое напряжение нагретого диода увеличивается.
Рисунок 1. При охлаждении потоком воздуха или жидкости прямое напряжение нагретого
диода увеличивается.

Этот эффект можно использовать для того, чтобы сделать оригинальную электронную свечу, как показано на Рисунке 2а. Поместив диодный датчик возле светодиода, можно заставить его гаснуть, подув на него воздухом. (Несколько таких свечей, каждая из которых питается от пары элементов AAA, помещенных в трубки, чтобы на самом деле напоминать свечи, могли бы стать забавным дополнением к праздничному торту). На инвертирующий вход компаратора подается смещение с движка потенциометра 100 кОм, а неинвертирующий вход подключен к диоду, нагреваемому до температуры порядка 50 – 70 °C. Отрегулируйте подстроечный резистор так, чтобы светодиод загорелся полностью. В этот момент потенциал неинвертирующего входа компаратора LM393 немного ниже, чем потенциал инвертирующего входа. При обдувании воздухом температура диода уменьшается, что приводит к увеличению падения напряжения (типичный температурный коэффициент кремниевого диода составляет –2.1 мВ/°C). В результате напряжение на неинвертирующем входе начинает превышать напряжение на инвертирующем входе, выход компаратора отключается, и светодиод гаснет.

При охлаждении потоком воздуха или жидкости прямое напряжение нагретого диода увеличивается.
Рисунок 2. Эти схемы демонстрируют применение диода в качестве датчика температуры: (а) Светодиод
электронной свечи гаснет при обдувании диода 1N4148 воздухом. При использовании комбинации
резистора и подстроечного резистора возможна более точная регулировка. Может быть, питание
–5 В для LM393 не требуется; тогда вместо –5 В можно использовать землю. (б) Измеритель
воздушного потока работает по тому же принципу, что и термоанемометр.

Простой анемометр (Рисунок 2б) работает по тому же принципу, что и термозонд [1]. Его можно откалибровать, нагревая диод определенным током и регулируя правый подстроечный резистор, чтобы при комнатной температуре и без потока воздуха получить нулевое отклонение стрелочного прибора. Поток воздуха, проходящего мимо диодного датчика, создает разность потенциалов между двумя клеммами стрелочного прибора, вызывая его отклонение. Диод 1N4148, обозначенный символами «(*)», должен обдуваться тем же потоком воздуха, что и нагреваемый диод, чтобы компенсировать колебания температуры воздуха.

Диодный датчик крупным планом.
Рисунок 3. Диодный датчик крупным планом.

Другое возможное применение – измеритель дыхания, где вдыхаемый воздух может охлаждать диод. Можно также подумать о других методах нагрева диода, чтобы холодный воздух лучше контактировал с поверхностью диода и его выводами. Что касается материала для катушки нагревателя, то самым легкодоступным является проволока из мощного проволочного резистора (Рисунок 3).

  1. Datasheet Texas Instruments LM393
  2. Datasheet Fairchild BC559

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 22
сейчас смотрят 16
представлено поставщиков 1573
загружено
позиций
25 067 862