Добрый день.
Прошу помощи в реализации простой схемы поддержания температуры.
В приведенной схеме резистор R3 является термосопротивлением. Нагрев предполагается делать корпусом транзистора. Около 40 градусов.
Схема скорее всего не совсем корректна поэтому вопросы:
1. Правильно ли включен операционник и выведена средняя точка?
2. Будет ли греться транзистор?
3. Какие выбрать номиналы?

Для чего так много деталей? У TI полно готовых термосенсоров с аналоговым выходом. Не нужно никаких дополнительных элементов.

Дело в том, что схемку желательно собрать до окончания выходных, а заказать детали сейчас нельзя. Вот и приходится лепить из того что есть. Но все равно спасибо за подсказку.

Сложно ответить на вопросы, если не знаешь как создавалась схема, а телепатов нет.
Зачем в схеме резисторы R7, R6, R5, R1 и диод D1? Что вы хотели получить когда рисовали их?
Ну и номиналы нарисуйте. И кстати терморезистор PTC или NTC?

Схему набросал на коленке один электронщик, проконсультироваться с которым сейчас возможности нет.
Резисторы R4 и R5 возможно необязательны, но имеется похожая рабочая схема усилителя с использованием виртуальной земли именно таким образом (номинал резисторов там 1,5к).
Резистор R1 и стабилитрон D1, насколько я понял, нужны для стабилизации напряжения на отрицательном входе ОУ, что поможет немного повысить точность поддержания температуры.
R7 введен для того чтобы через нагрузку R6 не бежал большой ток и она не грелась, а грелся только транзистор (так мне объяснил автор схемы).

Тип терморезистора PTC. Правильно ли я понял от типа терморезистора зависит куда его подключать к положительному или отрицательному входу ОУ?

R1, R4, R7, D1 - выбросить
R5, R6 могут быть, например, 1к
R2 должен быть примерно таким, как терморезистор R3. Поставьте вместо R2 потенциометр.

Всё верно, уважаемый Ariel, только надо предупредить ТС, что операционный усилитель при этом превратится в компаратор и нагревательным элементом будет не Q1, а R6.

Нет. Для этого достаточно поменять местами R2 и R3.

А зачем микросхема U1?
Виртуальная земля - это некий потенциал, находящийся
между "+" и землей питания вашего ОУ.
Его можно организовать и без специализированной м/с,
а коль уж ставите, то хоть посмотрите в ее даташит.

И как говорил известный персонаж знаменитого советского фильма:
-Если я не знаю человека, я его боюсь!
То же можно сказать и про любую схему.
Можно же было хоть к Гуглу обратиться,
посмотреть как люди делают.

А что там такое? Сам не применял ни разу, но подвоха не предполагал.

Задача все же чуть сложнее, чем кажется. Забыли про динамику схемы. От нагревательного элемента до терморезистора есть очень существенная временная задержка, поэтому данная схема, даже будучи собрана правильно во всех остальных аспектах, будет работать как генератор прямоугольных импульсов с периодом в десятки секунд. А чтобы разобраться с этим, автору все же придется вникнуть в азы ТАУ и понять, как работает интегратор или пропорциональный интегратор.

Изменил схему по вашему совету. Вы это имели ввиду?
Следует ли оставить R7 чтобы грелся именно транзистор?

А не проще ли дать ему простой совет - максимально сблизить источник тепла и терморезистор и смириться с небольшой перерегулировкой.

Чтобы грелся транзистор, нужно тщательно рассчитать все элементы схемы, а скорее всего изменить её, т.к. очень легко транзистор сжечь. А резистор в качестве нагревательного элемента гораздо надёжнее. И рассчитать его параметры легче. Если Вам дорого время, лучше выкинуть R7 и не париться.
И ещё довольно важно: Нужно поставить высокоомный резистор между R6 и входом "+" усилителя, чтобы обеспечить гистерезис. Иначе возможно возбуждение.

Да, где-то так. Вместо U1 можно поставить делитель из двух одинаковых резисторов.
Как заметил ШСА, желательно обеспечить гистерезис.
И еще, вы пишете "Тип терморезистора PTC". Интересно, что это за терморезистор такой? Обычно для измерения температуры применяются NTC, а PTC применяются в качестве несгораемого предохранителя.

Да, и в схеме ошибка. R4 я предлягял выбросить, а вы его замкнули. Исправьте.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

+1!
Это именно то, что ТС и нужно.

Хорошо бы еще добавить ПОС, чтобы был небольшой гистерезис.

Там вместо этого интегратор с большой постоянной времени (C1), который, фактически, имитирует плавную регулировку.

Точно, микрофарады я не заметил...

Всем спасибо за помощь. Покрутил предложенную схему в протеусе, подобрал номиналы.


Все же осталось несколько вопросов:
1. Я так понимаю операционник желателен rail to rail? Потому как если температура будет выше требуемой, то Uбэ транзистора может быть больше 0,7 вольт и он все равно будет открыт и будет продолжать греть?
2. Немного непонятно что в предложенной схеме будет греться? Транзистор или R6?

ОУ должен уметь работать с сигналами на уровне минусовой шины. LM358 именно такой. rail to rail подойдёт.
Транзистор не будет открыт, т.к. ОУ не сможет дать выходной ток в этой области. Но для очистки совести можете поставить дополнительный резистор между выходом ОУ и "минусом" питания. 5 - 10 кОм достаточно.

Здесь нагревательный элемент - именно транзистор. R6 - токоизмерительный резистор. Максимальный ток через транзистор определяется делителем R4-R5. В номиналах схемы будет около 1.1 А.
С1 определяет скорость реакции. Его значение не критично. Можно уменьшить хоть до 1 мкФ.

Схема не очень... Мощность нагревателя (транзистора) будет квадратично зависеть от напряжения питания.
На последнем ОУ собран генератор тока, величина которого определяется выходным напряжением первого ОУ и номиналами делителя на его выходе. Вот и получается... При 10 вольтах ток будет 1 А, при этом на транзисторе будет выделяться 10 Ватт (примерно). При 20 - 40.
Лучше сделать хотя бы линейную зависимость, сделав фиксированное напряжение на нелинейных элементах, - диоды. стабилитроны, светодиоды... Или убрать второй ОУ, добавив транзистор, стабилизирующий ток.

Это же просто стабилизатор температуры. Здесь нагревательный элемент (транзистор), фактически, будет лишь в двух состояниях - включённое или выключенное, с плавным переходом между этими состояниями. Это выгодно для окружающей аппаратуры, да и для источника питания.
А второй ОУ не выбросить - он стабилизирует ток через выходной транзистор. А уж каким этот ток будет - воля ТС. Мощность = U питания * I стабилизации.

Стабилизатор температуры - это не очень просто...
Второй ОУ можно выбросить если добавить еще один транзистор, ограничивающий максимальный ток.

А зачем выбрасывать ОУ, если он всё равно останется в этом же корпусе, и добавлять ещё один тепловыделитель - токоограничивающий транзистор, и этим усложнять схему и конструкцию?
Нет, схема удачная. Конечно в идеале было бы здорово одним и тем же транзистором и греть, и измерять температуру. Но это пока фантазия...

А что там сложного? Из всех регуляторов они самые простые.

Я не предлагала добавить токоограничивающий резистор, а предлагала добавить еще один транзистор. И, если захочется, еще резисторы.
А еще... они не самые простые, так как там живут тепловые волны.

Автор заявил источник питания, как стабильные +12 В. Другой информации на эту тему от него не поступало, так что зависимость мощности сейчас линейная.

И вопрос темы по-прежнему социальный — до завтра собрать из подножного корма требуемое, в свете чего логичнее и расставлять приоритеты, а именно, NTC 10 кОм, LM358/LM324 и остальную россыпь можно наковырять практически из любого компьютерного БП (первый ориентир на регулятор вентилятора). Биполярный транзистор там же отыскать немного сложнее, поэтому вот вариант на любом полевом:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Зависимость так и осталась квадратичная. От напряжения питания. А где он писал про стабильное питание?

ТС вообще не задавался подобными проблемами. Он показал свою исходную схему, в которой указано 12В. И всё. И проблемы квадратичной зависимости мощности теплогенератора от напряжения питания ни ТС, ни кого либо ещё не волновали. И правильно, т.к. это будет всего лишь стабилизатор температуры на 40 градусов, и работать он будет при ЛЮБОЙ мощности тепловыделяющего элемента (теоретически). Проблема просто высосана из пальца.


А R6 -то здесь зачем?

Потому что без него будет ВЧ-генератор.

Какой уж там ВЧ-генератор, когда C2 = 0.1 мкФ!

Как делается чтобы мощность была постоянной?
Например так? :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Вот мощность на R7.
Напряжение V1 от 10 до 25V
10V 43.806mW
15V 43.803mW
20V 46.646mW
25V 47.658mW
Сам принцип вроде работает?

Думаю что такой аналоговый перемножитель проще чем там сумма логарифмов ?

Что-то я не понимаю в Вашей схеме. Может. я ошибаюсь, но мне кажется, что время подачи мощности за один период колебаний мультивибратора будет отношение величины управляющего напряжения к величине напряжения питания, умноженное на величину RC. Но мощность пропорциональна квадрату напряжения питания. Получается, что должно зависеть линейно. Если еще учесть, что ранее предлагалась схема в которой сигнал управления пропорционален некоторой безразмерной функции от величин сопротивлений моста, умноженной опять же на величину напряжения питания... Не должно получиться... Вот если сделать правильный генератор (ограничитель-стабилизатор) тока греющегося транзистора и питать измерительный мост от стабилизированного напряжения, тогда бы да... Есть еще один способ, работающий при не очень больших изменений питания - использование разложения (1+x)^2 = 1 +2x

При большем напряжении питания - больше ток заряда C2, напряжение на нём нарастает быстрее, длительность импульса короче.
Мощность выставляется напряжением V2.
Вот табличка как изменяется мощность от V2 :
V1 15V, V2 1V, P 15.996mW
V1 15V, V2 2V, P 29.921mW
V1 15V, V2 3V, P 43.803mW
V1 15V, V2 4V, P 57.959mW

V1 20V, V2 1V, P 15.219mW
V1 20V, V2 2V, P 31.537mW
V1 20V, V2 3V, P 46.646mW
V1 20V, V2 4V, P 61.874mW

Не хочу считать непонятное. Вот скажите ток заряда конденсатора линейно (почти... в первом приближении) зависит от напряжения питания (задается токовым зеркалом)?

Да.
Сейчас покажу.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Мощность ещё
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Значит, время заряда до срабатывания компаратора будет обратно пропорционально току (напряжению питания). И прямо пропорционально V2. Энергия за один период будет пропорциональна времени (см выше) и квадратична по питанию. Должна в результате получиться прямая пропорциональность по напряжению питания. Ведь так?

Да, по идее.

Вот теперь заменить резистор (нагреватель) на (ОУ + ограничитель + транзистор + резистор) = генератор стабильного тока.
И будет нормально - исчезнет зависимость от питания.