Temperatūras sensori. Ceturtā daļa Vēl daži temperatūras sensoru veidi

Iepriekšējās raksta daļās termistori un termopāri. Šajā rakstā tiks runāts par cita veida temperatūras sensoriem.

Temperatūras sensori no diodēm un tranzistoriem

Tajā pašā temperatūras diapazonā kā parasti pusvadītāju siltuma pretestībās pusvadītāju diodes vai tranzistoru pn krustojumi.

Šo ierīču lietošana ir izskaidrojama ar to, ka tām ir sprieguma TKN temperatūras koeficients. Visiem pusvadītājiem tas ir negatīvs un aptuveni vienāds: -2mV / ° C. Lai to pārbaudītu, pietiek ar vienkāršāko eksperimentu, kas aprakstīts zemāk.

Ja digitālais multimetrs no ķīniešu produkcijas istabas temperatūrā “gredzenveida” silīcija diodēm vai tranzistoru savienojumiem, tad indikatorā tiek parādīti skaitļi aptuveni 690 - 700. Germānija pusvadītāju ierīcēm rādījumi būs 400 - 450, tomēr germānija ierīces pašlaik tiek izmantotas ļoti reti. Tas ir nekas cits kā sprieguma kritums, kas parādīts milivoltos p-n krustojumā virzienā uz priekšu.

Ja šāda mērījuma veikšanas laikā diode vai tranzistors ir vismaz nedaudz uzsildīts lodāmurs, tad rādījumi samazināsies. Turklāt, jo augstāka ir sildīšanas pakāpe, jo pamanāmākas ir ierīces rādījumu izmaiņas mazākā virzienā. Visbiežāk šādus sensorus izmanto dažādās elektroniskās shēmās, piemēram,skaņas pastiprinātāji lai stabilizētu ķēdes darbības režīmus.

Specializēti pusvadītāju sensori

Šeit to ir vērts pieminēt precīzs analogs temperatūras sensors LM335AZ, kas ir viena no regulējamas Zener diodes šķirnēm. Šeit ir lietderīgi to atgādināt Zener diode TL431. Sensors tika kalibrēts tā izgatavošanas laikā rūpnīcā, tāpēc termometra vai temperatūras regulatora ražošanā nav jāveic sarežģīta daudzpakāpju korekcija.

Saskaņā ar tehnisko dokumentāciju, LM335AZ ir pozitīvs temperatūras koeficients 10mV / ° K. Lai konvertētu parastās Celsija grādus uz Kelvina grādiem, jāizmanto formula t ° K = 273 + t ° C. Saskaņā ar šo formulu 0 ° C temperatūrā sensora izejai būs spriegums (273 + 0 ° C) * 10mV / ° K = 2730mV, un temperatūrā, piemēram, 50 ° C, (273 + 50 ° C) * 10mV / ° K = 3230mV.

Šādas brīnišķīgas īpašības ļauj jums izveidot, izmantojot šo sensoru termostati, tikai temperatūras mērītāji, kā arī shēmas termopāru aukstā krustojuma temperatūras kompensēšanai, kā tiks runāts nedaudz augstāk. Visas minētās shēmas ir diezgan vienkāršas, tās var atrast tehniskajā dokumentācijā vai, kā to sauc, datumu lapas (datu lapa). Datumu vairogus ir diezgan viegli atrast internetā, kaut arī angļu valodā.

Temperatūras sensori mikrokontrolleriem

Mūsdienu apstākļos tiek veiktas arvien vairāk dažādu shēmu mikrokontrolleri, ieskaitot visa veida temperatūras mērītājus. Ja izmērītā temperatūra nepārsniedz 125 ° C, tad to ir pilnīgi iespējams izmantot pusvadītāju sensori piemēram, DS1620, DS1820, DS1B820 un tamlīdzīgi.

Kalibrējot rūpnīcā, sensoriem nav nepieciešama kalibrēšana un pielāgošana, un izmērītie dati tiek digitāli nosūtīti uz mikrokontrolleru. Turpmāko iegūto temperatūras vērtību izmantošanu nosaka kontroliera programmatūra.

Papildus tiešam darbam ar mikrokontrolleri šiem sensoriem ir arī: termostata režīms: pietiek ar jebkuru no tiem ieprogrammēt šajā režīmā, lai kontrolētu sildītāja darbību saskaņā ar “ieslēgšanas / izslēgšanas” principu, kad tiek sasniegti programmēšanas laikā norādītie temperatūras punkti.Bet, ja nepieciešami citi punkti, tad ir nepieciešama to pārprogrammēšana, ko var uzskatīt par sensora datu trūkumu.

Gadījumos, kad temperatūras mērīšanas diapazons ir ievērojami augstāks par iepriekšminētajiem lielumiem termopāri.

Vecie primitīvie temperatūras sensori

Neskatoties uz šāda skaita temperatūras sensoru klātbūtni, joprojām tiek plaši izmantoti diezgan primitīvi sensori. Tie, pirmkārt, ir sensori, kuru pamatā ir bimetāla plāksnes un kurus visbiežāk izmanto elektriskajos gludekļos un elektriskajos kamīnos, kā arī manometru tipa temperatūras sensori vai izplešanās sensori. Viņi izmanto šķidruma izplešanos slēgtā tilpumā.

Viena no šāda sensora šķirnēm ir aprīkota, piemēram, ar Aricton sadzīves katlu sildīšanas elementiem. Uz vienas pamatnes ir pats sildītājs, cauruļveida temperatūras sensors un regulējams kontakts: tiklīdz tika sasniegta iestatītā temperatūra, tie izslēdzās. Dizains ir tik vienkāršs, ka tajā ir tikai viens instalācijas pavediens un divi termināļi savienošanai ar tīklu.

Nedaudz sarežģītāk rūpnieciskie temperatūras mērīšanas sensori. Kapilārs ar šķidrumu ir savienots ar manometru ar skalu, kura gals ir saskarē ar mēramo barotni. Šāda manometra skala ir kalibrēta grādi pēc Celsija, un bultiņa ir aprīkota ar kontaktu sistēmu, ar kuru jūs varat iestatīt temperatūras izmaiņu robežas. Kontakti, protams, var kontrolēt sildītāja darbību vai vienkārši trauksmi.

Boriss Aladyshkin