Capteurs de température. Quatrième partie Quelques autres types de capteurs de température

Dans les parties précédentes de l'article, thermistances et thermocouples. Cet article parlera d'autres types de capteurs de température.

Capteurs de température de diodes et transistors

Dans les mêmes plages de température que dans les résistances thermiques à semi-conducteur, ordinaire diodes semi-conductrices ou jonctions pn des transistors.

L'utilisation de ces dispositifs s'explique par le fait qu'ils ont un coefficient de température de tension TKN. Pour tous les semi-conducteurs, il est négatif et sensiblement le même: -2mV / ° C. Pour le vérifier, il suffit de faire l'expérience la plus simple décrite ci-dessous.

Si multimètre numérique de fabrication chinoise à température ambiante pour «faire sonner» des diodes au silicium ou des jonctions de transistors, puis les chiffres environ 690 - 700 sont affichés sur l'indicateur. Pour les dispositifs à semi-conducteur au germanium, les lectures seront de 400 à 450, cependant, les dispositifs au germanium sont actuellement très rarement utilisés. Ce n'est rien de plus que la chute de tension indiquée en millivolts à la jonction p-n dans le sens direct.

Si au moment d'une telle mesure la diode ou le transistor est légèrement réchauffé, au moins fer à souder, alors les lectures diminueront. De plus, plus le degré de chauffage est élevé, plus le changement des lectures de l'appareil dans une direction plus petite est perceptible. Le plus souvent, ces capteurs sont utilisés dans divers circuits électroniques, par exemple dansamplificateurs de son pour stabiliser les modes de fonctionnement du circuit.

Capteurs semi-conducteurs spécialisés

Il convient de mentionner ici capteur de température analogique de précision LM335AZ, qui est l'une des variétés d'une diode zener réglable. Il convient de rappeler ici Zener Diode TL431. Le capteur a été calibré lors de sa fabrication en usine, il n'est donc pas nécessaire de faire un ajustement atroce en plusieurs étapes dans la fabrication du thermomètre ou du thermostat.

Selon la documentation technique, le LM335AZ a un coefficient de température positif de 10mV / ° K. Pour convertir les degrés Celsius habituels en degrés Kelvin, vous devez utiliser la formule t ° K = 273 + t ° C. Selon cette formule, à 0 ° C, la sortie du capteur aura une tension de (273 + 0 ° C) * 10mV / ° K = 2730mV, et à une température de, par exemple, 50 ° C, (273 + 50 ° C) * 10mV / ° K = 3230mV.

Ces merveilleuses propriétés vous permettent de créer en utilisant ce capteur thermostats, seulement des thermomètres, ainsi que des schémas de compensation de la température de la jonction froide des thermocouples, comme on le verra un peu plus haut. Tous les schémas mentionnés sont assez simples, ils peuvent être trouvés dans la documentation technique, ou comme on l'appelle, les feuilles de dates (Fiche technique). Les écrans de date sont assez faciles à trouver sur Internet, bien qu'en anglais.

Capteurs de température pour microcontrôleurs

Dans les conditions modernes, de plus en plus de schémas différents sont effectués sur microcontrôleurs, y compris toutes sortes de thermomètres. Si la température mesurée ne dépasse pas 125 ° C, il est tout à fait possible d'utiliser capteurs à semi-conducteur tels que DS1620, DS1820, DS1B820 et similaires.

Lorsqu'ils sont étalonnés en usine, les capteurs n'ont pas besoin d'étalonnage et d'ajustement, et les données mesurées sont transmises numériquement au microcontrôleur. L'utilisation ultérieure des valeurs de température obtenues est déterminée par le logiciel du contrôleur.

En plus de travailler directement avec le microcontrôleur, ces capteurs ont mode thermostat: il suffit de programmer l'un d'eux dans ce mode afin de contrôler le fonctionnement du chauffage selon le principe «on / off» lorsque les points de température indiqués lors de la programmation sont atteints.Mais si d'autres points sont nécessaires, leur reprogrammation est nécessaire, ce qui peut être considéré comme un manque de données de capteur.

Dans les cas où la plage de mesure de la température est nettement supérieure aux valeurs ci-dessus, sont utilisées thermocouples.

Anciens capteurs de température primitifs

Malgré la présence d'un tel nombre de capteurs de température, des capteurs encore assez primitifs sont largement utilisés. Il s'agit, tout d'abord, de capteurs basés sur des plaques bimétalliques les plus couramment utilisées dans les fers à repasser électriques et les foyers électriques, ainsi que capteurs de température de type jauge ou capteurs d'expansion. Ils utilisent l'expansion d'un liquide dans un volume fermé.

L'une des variétés d'un tel capteur est équipée, par exemple, d'éléments chauffants des chaudières domestiques Aricton. Sur une base se trouve le radiateur lui-même, un capteur de température tubulaire et un contact réglable: dès que la température réglée a été atteinte, ils se sont éteints. La conception est si simple qu'elle ne contient qu'un seul fil d'installation et deux terminaux pour la connexion au réseau.

Un peu plus compliqué capteurs de jauge de température industriels. Un capillaire avec un liquide est connecté à un manomètre avec une échelle dont l'extrémité est en contact avec le milieu à mesurer. L'échelle d'un tel manomètre est calibrée en degrés centigrades, et la flèche est équipée d'un système de contacts avec lequel vous pouvez définir les limites du changement de température. Les contacts, bien sûr, peuvent contrôler le fonctionnement d'un chauffage, ou simplement une alarme.

Boris Aladyshkin