Современная электроника №8/2019

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 48 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2019 го профиля сечением 60 × 60 мм и дли- ной 95 мм. На «затыльнике» несущего корпуса размещеныЖКИ, кнопки «++», « −− », «+», « − » и разъём USB типа B. Дат- чик и лазерный маркер размещены в передней части корпуса устройства таким образом, чтобы их оптические оси были параллельны и максималь- но приближены друг к другу. В каче- стве несущего кронштейна для монтажа датчика и лазерного маркера использо- ван отрезок Г-образного алюминиево- го профиля сечением 25 × 25 мм и дли- ной 75 мм, прикреплённый к несуще- му корпусу спереди. В передней части пистолетной рукоятки (на месте курка) размещены кнопки MODE и HOLD типа КМ-1, на которые удобно нажимать ука- зательным пальцем. Выключатель пита- ния SA1 размещён на нижней панели несущего корпуса таким образом, что- бы его было удобно переключать кон- чиком указательного пальца правой руки (для правшей). Внешний вид пирометра показан на рисунке 3. Значение измеряемой тем- пературы в ° C отображается в верхней строке ЖКИ, а значение порога в °C – в нижней. Также в нижней строке ото- бражается текущий режим устройства (буквы A, N или M) и его текущее состо- яние (буква H в случае состояния удер- жания). О ПИСАНИЕ ПЕРВИЧНОГО ДАТЧИКА Характеристики пирометра в пла- не точности, погрешности и диа- пазонов измерения температуры в определяющей степени задаются соответствующими характеристика- ми применённого в устройстве пер- вичного датчика. В качестве такового используется промышленный двухка- нальный инфракрасный датчик тем- пературы MLX90614-ESF-DCI произ- водства Melexis [4], внешний вид кото- рого в составе устройства показан на рисунке 4. Первый канал датчика является вну- тренним и предназначен для измере- ния температуры самого датчика T A , значение которой в пирометре при- нимается равным значению темпе- ратуры окружающей среды. Второй канал предназначен для бесконтакт- ного измерения температуры удалён- ных от датчика внешних объектов. При поданном питании датчик непрерыв- но циклически измеряет и вычисля- ет температуру окружающей среды T A и температуру удалённого объек- та во втором канале T O . С заданными по умолчанию заводскими настрой- ками длительность одного цикла всех этих измерений для MLX90614-ESF-DCI составляет 0,65 с. Под температурой объекта здесь понимается средняя рассчитываемая датчиком температура всех внешних объектов, попавших в поле чувстви- тельности датчика. В ходе измерения поступившее в датчик инфракрасное излучение от этих объектов преобра- зуется в напряжение, которое затем оцифровывается, подвергается филь- трации и математической обработке в соответствии с алгоритмом, приве- дённым в [4]. При этом по умолчанию датчик сконфигурирован так, что для его второго канала, измеряющего тем- пературу T O , действует заводская кали- бровка. Для датчика MLX90614-ESF-DCI диа- грамма направленности (поле чув- ствительности) задана простран- ственным конусом с телесным углом 5° у вершины в приёмном окне датчи- ка и с осью симметрии конуса, перпен- дикулярной плоскости поверхности приёмного окна. Очевидно, что чем острее диаграмма направленности датчика, тем точнее он будет измерять температуру мелких объектов. Одна- ко при отсутствии необходимости в Рис. 3. Внешний вид пирометра Рис. 4. Внешний вид датчика температуры MLX90614-ESF-DCI ± 4 ± 3 ± 2 ± 2 ± 0,5 ± 1 ± 1 ± 1 ± 1 ± 1 ± 1 ± 2 ± 2 ± 2 ± 2 ± 2 ± 3 ± 3 ± 3 ± 3 ± 3 ± 3 ± 3 ± 2 ± 2 ± 4 ± 4 ± 4 T O , ° C T A , ° C 380 300 240 180 120 125 100 60 50 –40 –40 –20 –70 0 0 Рис. 5. Зависимость величины точности измерения температуры объекта T O от температуры окружающей среды T A