Geïntegreerde temperatuursensoren (IC-temperatuursensoren)—Voordelen en toepassingen

Misschien wel de meest moderne manier om temperatuur in elektronica te meten, is het gebruik van IC-temperatuursensoren. Dergelijke sensoren kunnen rechtstreeks in microschakelingen worden ingebouwd en vanwege de afhankelijkheid van de I - V-karakteristiek van een halfgeleiderverbinding van zijn temperatuur, bieden ze ontwikkelaars tegenwoordig ruime mogelijkheden voor het maken van nauwkeurige meetapparatuur. De richting ontwikkelt zich vrij snel, het heeft zijn eigen kenmerken, die later in dit artikel zullen worden besproken.

Diode integrale sensoren bieden voordelen boven thermokoppels en platina weerstandsthermometers, hoewel ze kunnen werken bij relatief lage temperaturen - niet meer dan 150 ° C. De sensoren zijn erg compact, daarom zijn ze handig ingebouwd en ze zijn ook goedkoop te vervaardigen.

Dergelijke sensoren zijn ideaal voor integratie in regelaars, versterkers, microcontrollers en andere elektronische apparaten waar nauwkeurige online temperatuurbewaking vereist is.Diodesensoren zijn erg gevoelig en nauwkeurig - dit is hun belangrijkste voordeel voor elektronica.

Er zijn steeds meer gebieden waar geïntegreerde sensoren passen. Beginnend bij temperatuurmeetsystemen van meetmodules, eindigend bij temperatuurmeting van processoren en toepassing in regelsystemen met veel gecontroleerde parameters: temperatuur, druk, etc.

Het is uiterst nuttig om geïntegreerde diodesensoren te integreren in externe temperatuurbewakingssystemen voor brandveiligheidsdoeleinden, zodat het alarm strikt wordt geactiveerd wanneer de temperatuur een vooraf bepaalde drempel overschrijdt.

De eerste integrale sensoren hebben al bewezen superieur te zijn thermistors, aangezien voor thermistoren de afhankelijkheid van weerstand van temperatuur verre van lineair is, en voor diodesensoren blijkt de uitgangskarakteristiek onmiddellijk lineair te zijn.

Geïntegreerde sensoren zijn geclassificeerd als analoog en digitaal en kunnen temperatuurproportionele stroom- of spanningssignalen leveren. Analoge sensoren verliezen niet aan populariteit, omdat hun bedrijfsspanningsbereik vrij groot is - van 4 tot 30 volt, terwijl er geen gevoeligheid is voor spanningsdalingen op de signaaltransmissielijnen. Hoewel de meeste instrumenten tegenwoordig een digitaal formaat voor invoergegevens vereisen, kan een analoog signaal eenvoudig worden omgezet in digitaal met behulp van een ADC.

In veel oplossingen die worden toegepast op bewakings- en meettaken, hebben diodesensoren een ADC in zich omdat de productietechnologie dit toelaat - de sensor blijkt kosteneffectief te zijn.Het uitgangssignaal van een digitale integrale thermometer wordt nu verkregen in het formaat 1 of 0, wat handig is voor overdracht naar een externe microcontroller.

Extra functies zijn ook mogelijk in geïntegreerde temperatuursensoren: bewaken van spanningsveranderingen, meten van de temperatuur van een object op afstand, meten van het debiet, signaleren dat de ingestelde temperatuur is overschreden.

Geïntegreerde digitale temperatuursensoren zoals de DS18S20 zijn al lang wereldwijd populair voor 1-Wire-technologie, hoewel ze oorspronkelijk bekend stonden als de uit de handel genomen DS1820-sensoren.Deze sensoren bieden geluidsisolatie en hoge metrologische prestaties, wat erg belangrijk is bij de inrichting van snelwegen.

Al meer dan 15 jaar worden DS1820-sensoren gebruikt bij de constructie van meerpunts temperatuurregelsystemen in het bereik van -55 ° C tot + 125 ° C, ze maken real-time temperatuurbewaking mogelijk en signaleren snel het feit dat de temperatuur overschrijdt het instelpunt. Dit is mogelijk dankzij het niet-vluchtige geheugen dat in de chip is ingebouwd.

De DS18B20-sensoren zijn geavanceerder — ze maken het mogelijk om de bitbreedte van het resultaat te programmeren via 1-draads, waardoor de conversieratio wordt ingesteld. De digitale code die uit de sensor komt, is al het resultaat van de temperatuurmeting en er hoeven geen verdere conversies te worden uitgevoerd.

De DS1822-sensor is een vereenvoudigde, niet-gekalibreerde versie van de DS18B20-sensor, is goedkoper en maakt goedkope meerpuntstemperatuurregelsystemen mogelijk. Er is ook een voordelige tweepolige versie, zoals de DS1822-PAR, die wordt gevoed in parasitaire enkeldraadsmodus.

Er is ook een DS1825 enkeldraads thermometer, die 4 adrespennen heeft voor maximaal 16 lokale adressen op een enkeldraads lijn. Met deze functie kan de technicus maximaal 16 meerpuntsthermometers voor temperatuurcontrole vinden die zich op een lijn in het 1-Wire-netwerk bevinden. Hiervoor zijn geen bijpassende tabellen van 64-bits individuele adressen vereist, dat wil zeggen dat de prestaties van een dergelijk systeem zullen toenemen.