Integrált hőmérséklet-érzékelők (IC-hőmérséklet-érzékelők) – Előnyök és alkalmazások
A hőmérséklet mérésének talán legmodernebb módja az elektronikában az IC hőmérséklet-érzékelők használata. Az ilyen érzékelők közvetlenül mikroáramkörökbe építhetők, és a félvezető vegyület I — V jellemzőjének hőmérsékletétől való függése miatt ma már széles lehetőségeket biztosítanak a fejlesztőknek a pontos mérőeszközök létrehozására. Az irány meglehetősen gyorsan fejlődik, megvannak a maga sajátosságai, amelyekről ebben a cikkben később lesz szó.
A dióda integrált érzékelők előnyöket kínálnak hőelemek és platina ellenállású hőmérők, bár viszonylag alacsony hőmérsékleten is működnek – legfeljebb 150 °C-on. Az érzékelők nagyon kompaktak, ezért kényelmesen beépíthetők, és olcsó a gyártásuk.
Az ilyen érzékelők ideálisak a szabályozókba, erősítőkbe, mikrokontrollerekbe és más elektronikus eszközökbe való integrálásra, ahol pontos online hőmérséklet-figyelésre van szükség.A dióda érzékelők nagyon érzékenyek és pontosak – ez a fő előnyük az elektronikában.
Egyre több olyan terület van, ahol az integrált érzékelők elférnek. Kezdve a mérőmodulok hőmérsékletmérő rendszereitől, a processzorok hőmérsékletmérésével és számos szabályozott paraméterrel rendelkező vezérlőrendszerekben történő alkalmazással: hőmérséklet, nyomás stb.
Rendkívül hasznos integrált dióda érzékelőket integrálni a távhőmérséklet-ellenőrző rendszerekbe tűzbiztonsági okokból, így a riasztás szigorúan aktiválódik, ha a hőmérséklet túllép egy előre meghatározott küszöbértéket.
Az első integrált szenzorok már jobbak voltak termisztorok, mivel a termisztoroknál az ellenállás hőmérséklettől való függése korántsem lineáris, a dióda érzékelőknél pedig a kimeneti karakterisztika azonnal lineárisnak bizonyul.
Az integrált érzékelők analóg és digitális besorolásúak, és hőmérséklet-arányos áram- vagy feszültségjeleket szolgáltathatnak. Az analóg érzékelők nem veszítenek népszerűségükből, mert üzemi feszültségtartományuk meglehetősen nagy - 4 és 30 volt között, miközben a jelátviteli vezetékeken nincs érzékenység a feszültségesésre. Bár manapság a legtöbb műszer digitális formátumot igényel a bemeneti adatokhoz, az analóg jelek könnyen átalakíthatók digitálissá egy ADC segítségével.
A felügyeleti és mérési feladatokra alkalmazott számos megoldásban a dióda érzékelők ADC-t tartalmaznak, mert a gyártási technológia ezt lehetővé teszi – az érzékelő költséghatékonynak bizonyul.A digitális integrált hőmérő kimeneti jele most 1 vagy 0 formátumban érhető el, ami kényelmes a külső mikrokontrollerre való átvitelhez.
Az integrált hőmérséklet-érzékelőkben további funkciók is lehetségesek: feszültségváltozások figyelése, távoli objektum hőmérsékletének mérése, áramlási sebesség mérése, a beállított hőmérséklet túllépésének jelzése.
Az integrált digitális hőmérséklet-érzékelők, mint például a DS18S20, már régóta népszerűvé váltak az 1-Wire technológia terén világszerte, bár eredetileg megszűnt DS1820 érzékelőkként ismerték őket. Ezek az érzékelők zajszigeteléssel és magas metrológiai teljesítménnyel rendelkeznek, ami nagyon fontos az autópályák szervezésekor.
A DS1820 érzékelőket több mint 15 éve használják többpontos hőmérséklet-szabályozó rendszerek építésében -55 ° C és + 125 ° C közötti tartományban, lehetővé teszik a valós idejű hőmérséklet figyelést és gyorsan jelzik a hőmérsékletet. meghaladja a beállított értéket. Ez a chipbe épített nem felejtő memóriának köszönhetően lehetséges.
A DS18B20 érzékelők fejlettebbek – lehetővé teszik az eredmény bitszélességének programozását 1-Wire-en keresztül, így beállítják az átalakítási arányt. Az érzékelőből kijövő digitális kód már a hőmérsékletmérés eredménye, és nem kell további átalakításokat végezni.
A DS1822 érzékelő a DS18B20 érzékelő egyszerűsített, kalibrálatlan változata, olcsóbb és olcsó többpontos hőmérsékletszabályozó rendszereket tesz lehetővé. Létezik egy gazdaságos kéttűs változat is, például a DS1822-PAR, amely parazita egyvezetékes üzemmódban működik.
Létezik egy DS1825 egyvezetékes hőmérő is, amely 4 címtűvel rendelkezik, maximum 16 helyi címhez egy egyvezetékes vonalon. Ez a funkció lehetővé teszi a technikus számára, hogy akár 16 többpontos hőmérséklet-szabályozó hőmérőt találjon az 1-Wire hálózat egy vonalán. Ehhez nincs szükség 64 bites egyedi címek illesztési táblázataira, vagyis egy ilyen rendszer teljesítménye megnő.