Как сделать термометр

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

Для того, чтобы сделать электронный градусник, требуется немного более сложная конструкция. Индикатором температуры в нем служит амперметр чувствительностью в 50 мкА, а датчиком выступает терморезистор типа СТЗ-19 с унарным номиналом сопротивления в 10 кОм. У последнего есть много аналогов различных производителей, на тот случай, если не удастся найти оригинал указанной маркировки.

Итак, чтобы создать электронный термометр, потребуются:

Обозначение на схеме	Наименование	Аналоги
VT1, VT2	Транзисторы KT315A	КТ3102 (А, Б, В, Г)
S1	Тумблер включения
R1	Резистор 68 Ом
R2	Переменный резистор 680 Ом
R3	Переменный резистор 22 кОм
R4, R5	Резисторы 6.2 кОм
R6*	-//- 9.1 кОм
R7*	-//- 910 Ом
R8	Терморезистор СТЗ-19 10 кОм
GB1	Две пальчиковые батарейки 1.5 В
S2	Двухпозиционный переключатель режима работы калибровка/измерение
PA1	Любой микроамперметр с предельным положением стрелки в 50 мкА. Желательно наибольшей длины шкалы, для последующего удобства разметки.

Схема

Единственное замечание к конструкции — терморезистор R8 нужно вынести отдельно на двух проводах от остальных элементов, чтобы излучаемое ими тепло в процессе работы не влияло на итоговые показания. В остальном схема электронного термометра отображена на картинке:

Наладка

Прежде чем производить градуировку шкалы микроамперметра под показания температуры, требуется подобрать суммарное сопротивление R6 и R7 равное значению, которое выдает R8 при эталонной температуре, планируемой, как самой низкой в измерениях настоящим градусником. Использоваться цепь R6-R7 будет только при калибровке. Впоследствии ее можно безболезненно демонтировать.

По окончании настройки устройства, резисторы R4, R6 и R7, вместе с переключателем S2 можно убрать, соединив минусовой контакт амперметра напрямую с точкой связи R5 и R8.

Точность и пределы

Высокотемпературный градусник

Схема

Термопара генерирует микроскопический ток, малым напряжением и силой. Для преобразования полученных характеристик, в понятный микроконтроллеру вид, используется шилд Ардуино с микросхемой MAX6675. Вывод показаний осуществляется на числовой индикатор ТМ1637.

Скетч

Скетч, как и в предыдущем случае, требует библиотеки Groove 4Digital Display для управления индикатором. Преобразователь MAX6675 контролируется процедурами из одноименной коллекции, расположенной по адресу:

Преимущества и недостатки

К преимуществам самостоятельно изготовленного прибора можно отнести:

простое изготовление;
можно выполнить из дешевых подручных материалов, что экономически выгодно;
не требуется использовать агрессивные вещества. В качестве измерения может применять жидкость из воды и спирта;
легкое применение;
длительный срок службы.

Но есть несколько недостатков:

электронные варианты имеют сложную схему изготовления;
для изделий с электронным или цифровым устройством требуется приобретать специальные платы, схемы;
иногда изделия могут показывать неточные измерения.

Самодельные термометры являются прекрасным способом для того, чтобы сэкономить деньги на покупке нового прибора. Прибор, выполненный своими руками, прослужит намного дольше дешевых измерительных устройств.

Простой термометр из самодельной термопары

Предлагаю всем, кто любит что-то делать своими руками, изготовить для домашней лаборатории простой термометр из самодельной термопары, с верхним пределом измерения температуры до 500-700 градусов оС.

Собственно говоря, весь термометр — это термопара (датчик), и средство отображения температуры (индикатор), в качестве которого можно использовать и стрелочный индикатор (микроамперметр) и цифровой мультиметр.

Начнём с изготовления термопары. Для этого нам понадобятся проволоки из разных металлов. Самые доступные — это проволоки из меди и константана. Термо-ЭДС получаемая из такой пары от пламени зажигалки, около 50-ти милливольт.

Так где же можно найти константан? Очень просто. Константан в основном применяется при изготовлении проволочных резисторов, из которых мы его и будем добывать.

Для этого лучше брать проволочные резисторы бОльшей мощности, или резисторы с меньшим сопротивлением (единицы Ом). В этих резистора проволока диаметром больше. Ну может и можно использовать проволоку и меньшего диаметра, но по моему мнению удобней работать с проволокой диаметром от 0,3 мм, а если из термопар собирать батарею, то желательно брать проволоку 0,8 и выше, чтобы внутреннее сопротивление батареи было меньше.

И так резисторы мы нашли, а что дальше? Дальше нужно аккуратно постукивая по резистору отбить у резистора эмаль, стараясь не повредить константановую проволоку и попытаться её отделить от резистора и смотать. Эту проволоку мы и будем использовать для изготовления термопар.

Виды термометров, которые можно сделать своими руками

Прибор, сделанный своими руками, прослужит более длительный период.

Но прежде чем приступать к изготовлению, стоит рассмотреть разновидности термометров:

жидкостные приборы, в них обычно находится жидкое вещество (спирт, ртуть);
устройства, работающие на механическом принципе, в них установлены спирали или ленты из металлических сплавов;

Модель инфракрасного бесконтактного термометра

Изготовить самостоятельно можно различные виды термометров – жидкостные, с механическим принципом работы, имеющие металлические спирали или ленты, электронные или цифровые.

Самым простым вариантом будет изделие из картона, сделать его достаточно просто.

Электронные и цифровые устройства требуют опыта, знаний электроники. Для их изготовления могут применяться различные схемы, которые требуется правильно подсоединить. Такие устройства часто используются для морозильных камер.

Что для этого нужно

Создать термометр из картона своими руками не так уж и сложно. Для этого не требуется большого опыта. Итак, для изготовления бумажного измерительного прибора вам понадобится:

Простой карандаш.
Яркий фломастер или же шариковая ручка.
Линейка.
Швейная иголка с достаточно большим ушком.
Толстые нитки белого и красного цвета.
Полукартон или же картон светлых тонов.
Ножницы.

Все компоненты лучше подготовить заранее, чтобы потом ничего не искать.

Термометр из картона своими руками

Период старшего дошкольного и младшего школьного возраста – благоприятное время для формирования представления об измерении. Дети 5 – 8 лет узнают о назначении различных измерительных приборов и приспособлений (линейка, транспортир, часы, весы, термометр), активно осваивают приемы проведения различных измерений, осознанно употребляют понятия, обозначающие единицы измерения. Иногда бывает трудно объяснить принцип действия того или иного прибора, поэтому на помощь родителям и педагогам приходят модели, которые помогают ребенку понять, как действует приспособление для измерения.

Мы расскажем пошагово, как сделать из картона термометр. Такой градусник из бумаги можно будет использовать на занятиях по ознакомлению с окружающим в детском саду или на уроках математики и природоведения в начальных классах школы при ведении календаря погоды. Также термометр из картона, сделанный своими руками, можно повесить на стену в детской комнате. Благодаря модели ребенку легче будет понять, что такое ноль, что означают отрицательные и положительные числа, установить связь между показаниями прибора и изменениями в природе или в телесных ощущениях.

светлый картон или полукартон;
толстые нити красного и белого цвета;
иголка с большим ушком;
линейка,
автоматическая ручка или яркий фломастер;
карандаш.

Как сделать градусник из картона?

На картоне рисуем форму, аналогичную форме медицинского градусника для измерения температуры тела. Наносим шкалу с соответствующими температурными показателями.

Подобные модели, способствующие умственному развитию ребенка, очень хорошо делать, привлекая к изготовлению самих детей. Поделки, сделанные собственными руками, особенно радуют маленьких мастеров и побуждают относиться к предметному миру более ответственно и бережно.

Детали

Все ОУ можно заменить на К140УД17, 741 и др. аналогичные. В роли термодатчика можно использовать другие кремниевые маломощные диоды, например КД521.

Для получения ±15V я использовал схему, показанную на Рис. 3. Сетевой трансформатор необходимо выбрать с напряжением на вторичной обмотке 10-12V.

Как сделать термометр

Прибор можно изготовить из подручных материалов, которые имеются дома.

Из пластиковой бутылки

Самодельный термометр из пластиковой бутылки делает просто, главное, подготовиться к процессу. Для начала необходимы материалы:

пластиковая бутылка высотой 20-25 сантиметров;
водопроводная вода;
медицинский спирт;
пищевой краситель;
измерительная емкость;
пипетка;
тонкая трубочка из стекла или пластика;
масло растительное;
пластилин или формовочная глина;
линейка;
маркер с тонким стержнем;
белая бумага с плотной структурой;
скотч;
холодная и горячая вода;
обычный термометр, который потребуется для калибровки.

Схема изготовления самодельного прибора выглядит так:

В емкость (пластиковую бутылку) следует налить воду и медицинский спирт в пропорциях 1:1.
Затем в раствор нужно добавить несколько капель пищевого красителя. Добавлять его следует при помощи пипетки.
Краситель требуется для легкого определения изменений температуры.
Важно, чтобы раствор заполнял бутылку до самых краев.
После этого в бутылку вставляется трубочка из пластика или стекла. Вставлять ее нужно осторожно, чтобы вода не выливалась.
Поднимите верхнюю часть трубочки над горлышком, чтобы она выступала примерно на 10 сантиметров, другой конец не должен доставать до дна бутылки.
Устанавливаем трубочку правильно и фиксируем при помощи формовочной глины или пластилина.
Закупорка должна быть плотной, чтобы из емкости не могла вытечь жидкость.
С боковой стороны к трубочке следует прикрепить полоску из белой плотной бумаги. Ее нужно разместить с тыльной стороны трубочки и прикрепить при помощи скотча.
Бумага требуется для облегчения контроля уровня жидкости в трубочке. Также в дальнейшем на нее можно будет нанести метки.
Измерительный раствор также нужно долить в трубочку, доливать его следует при помощи пипетки.
Важно добиться того, чтобы жидкость в трубке поднималась на высоту пяти сантиметров над горлышком бутылки.
Далее нужно в трубку добавить каплю растительного масла. Выполнять это нужно осторожно, лучше использовать пипетку.
Растительное масло предотвратит испарение измерительной жидкости и повысит срок службы самодельного термометра.

После полной сборки термометра, его необходимо проверить. Для этого его поочередно нужно опустить в миски с холодной и горячей водой. При помещении в холодную воду уровень жидкости в трубке должен снизиться, в горячую – повыситься. Если так и происходит, это значит, что прибор собран правильно.

Откалибровать изделие можно при помощи обычного термометра. Для этого его следует поднести к бумаге, слегка прислонить и при помощи маркера нанести метки. Калибровка поможет использовать самодельное устройство для измерения температуры воздуха или жидкости.

Делаем заготовку

Чтобы сделать более аккуратный термометр из картона своими руками, вы можете использовать принтер. Для этого просто нарисуйте при помощи специальных программ шкалу со всеми отметками. Выделите все цифры ярким цветом, чтобы те были более заметными. Готовую шкалу распечатайте на принтере. Стоит отметить, что такая модель измерительного прибора будет выглядеть более эстетично.

Для чего это нужно

Подобное изделие из бумаги можно использовать и на уроках, и дома. Самодельный термометр из картона не разобьется, даже если ребенок его уронит. К тому же подобная модель измерительного прибора поможет научить детей определять температуру и решать различные задачи. Очень часто термометры из картона применяют для проведения занятий по ведению календаря погоды. К тому же бумажный измерительный прибор можно повесить на стене в детской комнате. Это поможет ребенку лучше понять, что такое ноль, отрицательное и положительное число. В итоге вашему чаду будет проще установить связь между изменениями погоды за окном и показаниями измерительного прибора.

Здравствуй, Страна мастеров! И привет всем, кто зашел в гости.
Смотрите, какую занятную штучку можно сделать своему ребенку за пару минут. Помните, в детстве мы делали такие в школе на природоведении?

Вот и я о ней тоже вспомнила, вернее о нём, о градуснике, когда вчера к нам пришла в гости бабушка и подарила моей дочке набор "больничка". В нем была такая штуковина непонятная, мы решили, что это градусник. А дочка ничего не решила, она не поверила, что это градусник, она же знает как выглядит настоящий :))

Вот и вспомнилась мне школа родная :) Взяла плотный картон и нарисовала градусник. Схематично, конечно, особо не вырисовываясь.Для маленького двухлетнего ребёнка это не так уж важно, по крайней мере понятно, что ЭТО градусник.

Моей племяннице, которая учится в 1-ом классе задали задание сделать поделку термометр из бумаги, так чтобы столбик показывающий температуру мог двигаться. Мы решили применить нитки, и вот что у нас получилось.

бумага
нитка красная
нитка голубая
иголка
ножницы
линейка
ручка

Как сделать

Что потребуется?

Для поделки термометр из бумаги вам потребуется: бумага, нитка красная, нитка голубая, иголка, ножницы, линейка, ручка.

Вырезаем полоску бумаги 12 на 5 см

Наносим на шкалу температурные отметки

Заключительный этап

Зацепляем одну нитку за другую. Затем вдеваем в иголку с большим ушком нитку красного цвета, и прокалываем термометр в нижней точке шкалы. Затем то же самое проделываем с голубой ниткой. После этого на обратной стороне бумажного термометра концы ниток завязываются. Поделка термометр из бумаги готов!

Одной из характеристик среды, всегда интересовавших человека, была температура. Знание текущей дома или на улице обуславливает нахождение людей в помещении и возможность выхода их за пределы комфортного пространства. Не последним, при надлежащей информированности, будет и выбор носимой одежды. Посудите сами: изнывая от жары, и наблюдая на домашнем градуснике +35, при этом видя на уличном +20, где пожелает остаться человек? Или на оборот, при возникновении необходимости выхода, но в случае внешней температуры далеко ниже 10, устройство ее измеряющее, предупредит владельца о необходимости тепло одеться.

Возможность изготовить термометр своими руками доступна любому человеку, даже в тех случаях, если он и понятия не имеет об электронике, механике или связанных науках. Достаточно вспомнить историю и виды существовавших устройств, измеряющих температуру.

Изначально, градусники были аналоговыми на основе изменения свойств различных жидкостей и материалов при нагреве и охлаждении. Все они расширяются при повышении температуры и сужаются в процессе ее падения. Соответственно, столбик жидкости внутри стеклянной трубочки, выступавшей в роли индикатора, поднимался или опускался. Для металлических спиралей, выступавших в роли градусника, использовался факт их сужения на холоде или раскручивания в тепле. На конец подобной пружины помещалась стрелка, которая двигалась в зависимости от окружающей температуры и указывала на текущее ее значение по шкале.

На смену аналоговым измерителям пришли электромеханические градусники. Основой их работы стали терморезисторы и чувствительные к характеристике диоды. Первые в зависимости от температуры изменяют сопротивление, у вторых с ее повышением нарушается p-n переход, позволяя легче идти току в обратном направлении. В качестве индикаторов для электромеханики применялись стрелочные вольтметры и амперметры, градуированные к работе с конкретным чувствительным элементом.

Аналоговый термометр

Начнем с самого простого способа изготовления бытового термометра, который не требует знания электрической части. Понадобится:

бутылка или любая иная относительно небольшая емкость, главное требование к которой, чтобы соломинка помещалась в нее почти полностью;
пластилин;
тушь или иной краситель;
прозрачная или матовая соломинка для коктейля;
содержащая спирт жидкость (духи, одеколоны, водка или любые аналогичные);
вода;

Рецепт изготовления: заливаем емкость до края, смесью воды пополам со спиртом. Добавляем краситель и перемешиваем. Опускаем соломинку до половины в жидкость. Фиксируем пластилином, плотно замазав промежуток между ней и стенками.

Позади получившегося индикатора размещают лист бумаги, на котором в зависимости от показаний эталонного градусника и высоты жидкости в соломинке размечают значения температур.

Точность устройства зависит только от качественной градации индикатора. Пределы измеряемой температуры лежат в промежутке от −40 °C до +90 °C.

Простой электронный

Итак, чтобы создать электронный термометр, потребуются:

Обозначение на схеме	Наименование	Аналоги
VT1, VT2	Транзисторы KT315A	КТ3102 (А, Б, В, Г)
S1	Тумблер включения
R1	Резистор 68 Ом
R2	Переменный резистор 680 Ом
R3	Переменный резистор 22 кОм
R4, R5	Резисторы 6.2 кОм
R6*	-//- 9.1 кОм
R7*	-//- 910 Ом
R8	Терморезистор СТЗ-19 10 кОм
GB1	Две пальчиковые батарейки 1.5 В
S2	Двухпозиционный переключатель режима работы калибровка/измерение
PA1	Любой микроамперметр с предельным положением стрелки в 50 мкА. Желательно наибольшей длины шкалы, для последующего удобства разметки.

Схема

Наладка

Точность и пределы

ЭЛЕКТРОННЫЙ ГРАДУСНИК

Для быстрого измерения температуры различных объектов и сред контактным способом предлагаем изготовить карманный термометр, который может быть использован в различных областях науки и техники, технологических процессах, медицине, а также в быту, и в случае высокой температуры записаться на прием к врачу. Термометр этот отличают простота сборки, довольно широкий диапазон измерений, временная и температурная стабильность.

В основу работы прибора положено то, что содержащий информацию о температуре разностный сигнал Uin, выделенный на выходе дифференциального усилителя А1 и равный

Uin=(I1 Rt– I2 Rэ) Ku

где I1, I2 — токи от соответствующих генераторов G1 и G2, Rэ — значение эталонного резистора, Rt — сопротивление датчика температуры, Ku — масштабный коэффициент, поступает на вход интегрирующего аналого-цифрового преобразователя U1. Выходной код последнего определяется по формуле

где Uo— падение напряжения на опорном резисторе Ro, равное (I1 + I2) Ro, a No —конструктивный параметр АЦП.

Таким образом, точность и стабильность прибора в конечном счете будут определяться точностью и стабильностью резисторов Rэ и Rt. Цифровое же значение измеряемой температуры высветится на жидкокристаллическом индикаторе Н1.
Блок-схема термометра. Принципиальная электрическая схема прибора.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОМЕТРА

Габариты, мм – 100x60x25

Пределы измеряемой температуры, °С – -80…+200

Основная погрешность измерения, °С – +0,1

Дополнительная погрешность при изменении температуры окружающей среды от -5 °С (до +50°С), °С – +0,05

Показатель тепловой инерции, град., – не более 3

Потребляемый ток, мА, – не более 3.

Теперь — о принципиальной электрической схеме. В качестве генераторов тока здесь применена транзисторная сборка полевых транзисторов К504НТЗВ, режим которой выбран в термостабильной точке. Резистор R4 является эталонным. А на R2, R7, R8, R9 и операционном усилителе DA1 построен разностный усилитель. В качестве аналого-цифрового преобразователя (АЦП) используется микросхема КР572ПВ5 в обычном включении. Потенциометр R9 совместно с резистором R5 играет роль опорного сопротивления. Ну а с помощью транзистора VT2 осуществляется подсветка запятой, разделяющей целые и десятичные доли градуса на жидкокристаллическом индикаторе. Что касается потенциометра R9, то он предназначен для начальной калибровки прибора.

Термометр смонтирован на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита размером 60×100 мм. В конструкции прибора в качестве С1, С5, С7 применены конденсаторы типа К10-17. В роли С2 лучше всего подойдет К53-1А. Остальные конденсаторы — К73-16. Постоянные резисторы R1—R8, R10—R15 можно взять типа С2—29В (или МЛТ) с номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт, потенциометр R9 — СП5-2ВА.

В приборе применен датчик температуры собственного изготовления, сделать который под силу каждому радиолюбителю. Сначала выполняется контактная втулка — из низкоомного резистора типа МЛТ-0,25. С последнего удаляют эмалевое покрытие, а затем гальваническим способом наращивают слой меди толщиной 0,5 мм. Вдоль втулки (симметрично с двух сторон) делают прорези (до керамического основания) шириной приблизительно 0,5 мм, после чего удаляют боковые колпачки. В отверстие втулки вставляют направляющий стержень (которым может служить портновская булавка), покрытый тонким слоем термостойкого компаунда. Им же заполняют и прорези втулки.
Конструкция термодатчика: 1 — слой компаунда ЭП-773, 2 — стержень направляющий, 3 — бифилярная обмотка (провод ПЭТВ-0,03 ø 1,1), 4 — втулка керамическая (от низкоомного резистора МЛТ-0,25), 5 — ламель медная (2 шт.), 6 — державка (стеклотекстолит), 7 — кабель КММ-2.
Контролем качества здесь может служить сопротивление изоляции ламель-ламель, ламель-стержень. Причем величина его должна быть не менее 20 МОм (в нормальных условиях). На направляющий стержень наматывают бифилярно, виток к витку, провод ПЭТВ-0,03 длиной чуть больше 2 м, а затем в течение 6 часов проводят термотренировку конструкции при температуре 180°С.

Нелишне, думается, отметить, что сопротивление обмотки при температуре 0°С должно быть 49,9 Ом. Для любой другой положительной температуры его контрольная величина рассчитывается по формуле

Rt=49,9 (1 + 0,00428t).

Само же измерение желательно выполнять по четырехпроводной схеме с помощью цифрового вольтметра.

После того как сопротивление доведено до нужного значения, концы обмотки подпаивают (можно приварить) к ламелям контактной втулки. Полученную конструкцию соединяют с кабелем КММ-2. Причем к одной ламели припаивают экранирующую оплетку, а к другой — обе внутренние жилы кабеля. Все это в сборе помещают в державку и покрывают термостойким компаундом ЭП-773.

В. БЕЛЫЧЕВ,

г. Санкт-Петербург

С использованием Arduino

Есть много схем описывающих цифровой термометр с использованием микроконтроллера Ардуино. Все они однообразно берут измеренную температуру от датчика и отображают ее на дисплее, который имеет достаточно небольшой размер. То есть, на улице такую систему конечно использовать можно, но требуется отображающий экран помещать поближе к людям или вообще монтировать его внутри помещений.

Чем хорош микроконтроллер, что шкалой может выступать не только цифровой индикатор. Хотя и последний имеет право на жизнь, для считывания показаний в тех местах, где не видно уличный информатор. Что касается последнего, — в его роли можно использовать длинную самодельную линейку (в роли которой способна выступать и обычная доска любых габаритов), с нанесенной разметкой и перемещаемой сервоприводом стрелкой, демонстрирующей текущие значения температуры.

Механизм

Общая конструкция механизма выглядит следующим образом:

Нижний и верхний конец шкалы определяется физическим положением установленных выключателей, которые замыкает собой подвижный указатель, при достижении предела размеченной длины. Требуется последнее только для стартовой калибровки механизма при первом запуске системы.

Схема

Повторное нажатие S3 переключит устройство в стандартный режим работы. Светодиод погаснет, а стрелка передвинется на позицию, соответствующую текущей температуре.

Управляющий скетч

Для работы с TM1637 понадобиться библиотека Groove 4Digital Display, ее адрес:

Точность

Округления до целой части в скетче, привели к снижению точности показаний до ближайшего градуса на аналоговой шкале. На числовом индикаторе, подобной проблемы не наблюдается — он отображает полученную температуру корректно.

Термометр из картона своими руками

светлый картон или полукартон;
толстые нити красного и белого цвета;
иголка с большим ушком;
линейка,
автоматическая ручка или яркий фломастер;
карандаш.

Как сделать градусник из картона?

На картоне рисуем форму, аналогичную форме медицинского градусника для измерения температуры тела. Наносим шкалу с соответствующими температурными показателями.

Как сделать термометр

Схема

Наладка

Точность и пределы

Высокотемпературный градусник

Схема

Скетч

Преимущества и недостатки

Простой термометр из самодельной термопары

Виды термометров, которые можно сделать своими руками

Что для этого нужно

Термометр из картона своими руками

Как сделать градусник из картона?

Детали

Как сделать термометр

Из пластиковой бутылки

Делаем заготовку

Для чего это нужно

Как сделать

Аналоговый термометр

Простой электронный

Схема

Наладка

Точность и пределы

ЭЛЕКТРОННЫЙ ГРАДУСНИК

Рекомендуем почитать

С использованием Arduino

Механизм

Схема

Управляющий скетч

Точность

Термометр из картона своими руками

Как сделать градусник из картона?

Высокотемпературный градусник

Схема

Скетч

Для чего это нужно