Вградени температурни сензори (IC температурни сензори) — предимства и приложения

Може би най -модерният начин за измерване на температурата в електрониката е използването на IC сензори за температура. Такива сензори могат да бъдат вградени директно в микросхеми и поради зависимостта на I — V характеристиката на полупроводниково съединение от неговата температура, днес те предоставят на разработчиците широки възможности за създаване на точни измервателни устройства. Посоката се развива доста бързо, има свои характеристики, които ще бъдат разгледани по -късно в тази статия.

Диодните интегрални сензори предлагат предимства пред термодвойки и термометри за устойчивост на платина, въпреки че могат да работят при относително ниски температури — не повече от 150 ° C. Сензорите са много компактни, поради което са удобно вградени и освен това са евтини за производство.

Такива сензори са идеални за интегриране в регулатори, усилватели, микроконтролери и други електронни устройства, където е необходим точен онлайн мониторинг на температурата. Диодните сензори са много чувствителни и точни — това е основното им предимство за електрониката.

Има все повече области, където интегрираните сензори ще се поберат. Започвайки от системи за измерване на температура на измервателни модули, завършвайки с измерване на температурата на процесори и прилагане в системи за управление с много контролирани параметри: температура, налягане и т.н.

Изключително полезно е да се интегрират интегрирани диодни сензори в системи за дистанционно наблюдение на температурата с цел пожарна безопасност, така че алармата да се задейства стриктно, когато температурата надвиши предварително определен праг.

Първите интегрални сензори вече показаха превъзходство над термистори, тъй като за термисторите зависимостта на съпротивлението от температурата далеч не е линейна, а за диодните сензори изходната характеристика веднага се оказва линейна.

Интегралните сензори са класифицирани като аналогови и цифрови и могат да предоставят пропорционални на температурата сигнали за ток или напрежение. Аналоговите сензори не губят популярност, тъй като диапазонът им на работно напрежение е доста голям — от 4 до 30 волта, докато няма чувствителност към падане на напрежението по линиите за пренос на сигнал. Въпреки че повечето инструменти днес изискват цифров формат за входните данни, аналоговият сигнал може лесно да се преобразува в цифров с помощта на ADC.

В много решения, приложени към задачи за наблюдение и измерване, диодните сензори имат ADC вътре в себе си, тъй като технологията на производство позволява това — сензорът се оказва рентабилен. Сигналът на изхода на цифров интегрален термометър вече се получава във формат 1 или 0, което е удобно за прехвърляне към външен микроконтролер.

Възможни са и допълнителни функции в интегрирани температурни сензори: наблюдение на промените в напрежението, измерване на температурата на отдалечен обект, измерване на дебита, сигнализиране, че зададената температура е надвишена.

Интегрираните цифрови температурни сензори като DS18S20 отдавна са придобили популярност за технологията 1-Wire по целия свят, въпреки че първоначално са станали известни като сензори DS1820, които вече са прекратени.Тези сензори се отличават с шумоизолация и високи метрологични показатели, което е много важно при организирането на магистрали.

Повече от 15 години сензорите DS1820 се използват при изграждането на многоточкови системи за контрол на температурата в диапазона от -55 ° C до + 125 ° C, те позволяват мониторинг на температурата в реално време и бързо сигнализират факта, че температурата надвишава зададената точка. Това е възможно благодарение на вградената в чипа енергонезависима памет.

Сензорите DS18B20 са по -усъвършенствани — те позволяват програмиране на битовата ширина на резултата чрез 1 -Wire, по този начин се задава скоростта на преобразуване. Цифровият код, излизащ от сензора, вече е резултат от измерването на температурата и няма нужда да се правят допълнителни преобразувания.

Сензорът DS1822 е опростена, некалибрирана версия на сензора DS18B20, той е по -евтин и позволява евтини многоточкови системи за контрол на температурата. Има и икономична версия с два пина, като DS1822-PAR, която се захранва в паразитен едножичен режим.

Има и едножичен термометър DS1825, който има 4 адресни щифта за максимум 16 локални адреса по едножична линия. Тази функция позволява на техника да намери до 16 многоточкови термометра за контрол на температурата, разположени на линия в 1-Wire мрежата. Това не изисква таблици за съответствие на 64-битови индивидуални адреси, тоест производителността на такава система ще се увеличи.