Snímače teploty. Část čtvrtá Několik dalších typů teplotních senzorů

V předchozích částech článku termistory a termočlánky. Tento článek bude hovořit o dalších typech teplotních senzorů.

Senzory teploty z diod a tranzistorů

Ve stejných teplotních rozsazích jako u polovodičových tepelných odporů, běžné polovodičové diody nebo pn křižovatky tranzistorů.

Použití těchto zařízení je vysvětleno skutečností, že mají teplotní koeficient napětí TKN. Pro všechny polovodiče je záporný a přibližně stejný: -2 mV / ° C. K ověření toho stačí provést nejjednodušší experiment popsaný níže.

Pokud digitální multimetr čínské výroby při pokojové teplotě na „kruhové“ křemíkové diody nebo tranzistorové křižovatky, pak se na indikátoru zobrazí čísla asi 690 - 700. U germaniových polovodičových zařízení budou hodnoty 400 - 450, avšak germaniová zařízení se v současné době používají velmi zřídka. Toto není nic jiného než úbytek napětí zobrazený v milivoltech na křižovatce p-n ve směru vpřed.

Pokud je v době takového měření dioda nebo tranzistor alespoň mírně zahřátý páječka, pak se hodnoty sníží. Kromě toho, čím vyšší je stupeň zahřívání, tím znatelnější je změna odečtů zařízení v menším směru. Nejčastěji se takové senzory používají v různých elektronických obvodech, například vzvukové zesilovače ke stabilizaci provozních režimů obvodu.

Speciální polovodičové snímače

Stojí za zmínku zde přesný analogový teplotní senzor LM335AZ, což je jedna z variant nastavitelné zenerovy diody. Je vhodné si zde připomenout Zenerova dioda TL431. Senzor byl kalibrován během výroby v továrně, takže při výrobě teploměru nebo termostatu není třeba provádět bolestivé vícestupňové nastavení.

Podle technické dokumentace má LM335AZ kladný teplotní koeficient 10 mV / ° K. Chcete-li převést obvyklé stupně Celsia na stupně Kelviny, měli byste použít vzorec t ° K = 273 + t ° C. Podle tohoto vzorce bude mít výstup čidla při 0 ° C napětí (273 + 0 ° C) * 10 mV / ° K = 2730 mV a při teplotě například 50 ° C (273 + 50 ° C) * 10 mV / ° K = 3230 mV.

Tyto úžasné vlastnosti vám umožní vytvořit pomocí tohoto senzoru termostaty, pouze měřiče teploty, jakož i schémata pro kompenzaci teploty studeného spojení termočlánků, jak bude diskutováno o něco vyšší. Všechna uvedená schémata jsou poměrně jednoduchá, lze je nalézt v technické dokumentaci nebo, jak se nazývá, datové listy (datový list). Datové štíty lze na internetu poměrně snadno najít, i když v angličtině.

Snímače teploty pro mikrokontroléry

V moderních podmínkách se provádí stále více různých schémat mikrokontroléry, včetně všech druhů měřičů teploty. Pokud naměřená teplota nepřesáhne 125 ° C, je možné použít polovodičové senzory jako je DS1620, DS1820, DS1B820 a podobně.

Po kalibraci v továrně senzory nepotřebují kalibraci a seřízení a naměřená data jsou digitálně přenášena do mikrokontroléru. Další použití získaných teplotních hodnot je určeno softwarem ovladače.

Kromě přímé práce s mikrokontrolérem mají tyto senzory režim termostatu: stačí do tohoto režimu naprogramovat kterýkoli z nich, aby bylo možné ovládat provoz ohřívače podle principu „zapnuto / vypnuto“, když jsou dosaženy teplotní body indikované během programování.Jsou-li však zapotřebí další body, je nutné jejich přeprogramování, což lze považovat za nedostatek dat senzoru.

V případech, kdy je rozsah měření teploty výrazně vyšší než výše uvedené hodnoty termočlánky.

Staré primitivní teplotní senzory

Přes přítomnost takového počtu teplotních senzorů se stále používají poměrně primitivní senzory. Jedná se především o senzory založené na bimetalických deskách, které se nejčastěji používají v elektrických žehličkách a elektrických krbech, jakož i snímače teploty typu nebo expanzní senzory. Používají expanzi kapaliny v uzavřeném objemu.

Jedna z variant takového senzoru je například vybavena topnými články domácích kotlů Aricton. Na jedné základně je samotný ohřívač, trubkový teplotní senzor a nastavitelný kontakt: Jakmile bylo dosaženo nastavené teploty, zhasly. Konstrukce je tak jednoduchá, že obsahuje pouze jeden instalační vlákno a dva terminály pro připojení k síti.

Trochu složitější průmyslové snímače teploty. Kapilára s kapalinou je připojena k tlakoměru se stupnicí, jejíž konec je v kontaktu s měřeným médiem. Měřítko takového manometru je kalibrováno v stupňů Celsiaa šipka je vybavena systémem kontaktů, pomocí kterého můžete nastavit meze změny teploty. Kontakty samozřejmě mohou ovládat provoz topení nebo jednoduše alarmu.

Boris Aladyshkin