Temperature measurement and control circuit

Abstract

Mühendislik ve endüstride ki birçok olay sıcaklığa bağlıdır. Bu nedenle, farklı sıcaklık ölçme, kayıt ve control sistemleri oldukça önemlidir. Bu araştırmanın amacı, farklı sıcaklık algılama sensörleri ile sıcaklığı ölçme, control etme ve sensörlerin Mathematica paket programı ile kalibrasyonu yöntemlerini , incelemek ve uygulamaktır. Termoçift, thermistor, bimetalik termometre, klasik termometre, LM35, entegre devre ve infrared thermometer ile ölçümler yapılmış ve sonuçlar kıyaslanmıştır. Ultrasonik ve priometre ile sıcaklık ölçümleri de araştırılmıştır. Termoçiftin uçlarında oluşan emk digital voltmeter ile sıcaklığın fonksiyonu olarak ölçülmüştür. Mikro volt düzeyindeki voltaj değerleri LM308 OPAMP ile 1000 kez yükseltildikten sonra, referens voltajı ile kıyaslanmak üzere LM358 DIF OPAMP a gönderilmiştir. Bu kıyaslama control devresi, bir translator ile elektromekanik röle devresini ON/OFF yaparak ısıtıcıyı çalıştırmıştır. Alumel-Kromel ince tellerden yapılmış termoçiftin uçlarındaki elektromotor kuvvet (emk), üç belirli sıcaklıkta ölçülerek kalibrasyona gidilmiştir. Bunun için termoçift ile ilgili kübik denklemin katsayıları Mathematica-9 computer programı ile hesaplanmış ve sonra gerekli çizelge ve grafikler çizilmiştir.

In engineering and industry, many events depend on the temperature. Therefore different methods of temperature measurement recording and control are very important. The aim of this research is to study different temperature measurement techniques, with the help of some sensors and computer program to create a calibration and electronic temperature control system. Some of the temperature measurement techniques that were studied include Thermocouple, Thermistors Pyrometer, Bimetallic thermometer, LM35, Infrared and Ultrasonic measurement. The electromotive force (potential difference, emf) between the ends of a thermocouple is too small to measure by some analog devices. Some sensitive digital devices can be used for direct measurements. By means of a simple amplifier circuit (LM308), emf of a few micro volts was amplified to 1000 times in order to increase it to a measurable level. LM358 op amp was used as a comparator to compare the amplified signal against the reference voltage. Then a transistor was also used, which can switch other equipment ON and OFF or toggle a relay. A thermocouple made of alumel and chromel alloys thin wire was calibrated by measuring three voltages at three different temperatures. The emf on a thermocouple is a cubic equation in terms of temperature. This cubic expression is then solved by a computer program written in Mathematica.Keywords: Sensor, calibration, Comparator