Integrerade temperatursensorer (IC-temperatursensorer)—fördelar och tillämpningar

Det kanske modernaste sättet att mäta temperatur inom elektronik är användningen av IC-temperatursensorer. Sådana sensorer kan byggas in direkt i mikrokretsar, och på grund av beroendet av I-V-karaktäristiken för en halvledarförening på dess temperatur, ger de idag utvecklare stora möjligheter att skapa exakta mätanordningar. Riktningen utvecklas ganska snabbt, den har sina egna egenskaper, som kommer att diskuteras senare i den här artikeln.

Diodintegrerade sensorer erbjuder fördelar jämfört med termoelement och platinamotståndstermometrar, även om de kan arbeta vid relativt låga temperaturer — inte mer än 150 ° C. Sensorerna är mycket kompakta, varför de är bekvämt inbyggda, och de är också billiga att tillverka.

Sådana sensorer är idealiska för integrering i regulatorer, förstärkare, mikrokontroller och andra elektroniska enheter där noggrann online temperaturövervakning krävs.Diodsensorer är mycket känsliga och exakta - detta är deras främsta fördel för elektronik.

Det finns fler och fler områden där integrerade sensorer kommer att passa. Utgående från temperaturmätningssystem av mätmoduler, slutar med temperaturmätning av processorer och tillämpning i styrsystem med många kontrollerade parametrar: temperatur, tryck, etc.

Det är extremt användbart att integrera integrerade diodsensorer i fjärrkontrollsystem för temperaturövervakning för brandsäkerhetsändamål så att larmet utlöses strikt när temperaturen överstiger en förutbestämd tröskel.

De första inbyggda sensorerna har redan visat sig överlägsna termistorer, eftersom för termistorer motståndets beroende av temperatur är långt ifrån linjärt, och för diodsensorer visar sig utgångskarakteristiken omedelbart vara linjär.

Inbyggda sensorer klassificeras som analoga och digitala och kan ge temperaturproportionella ström- eller spänningssignaler. Analoga sensorer förlorar inte popularitet, eftersom deras driftsspänningsområde är ganska stort - från 4 till 30 volt, medan det inte finns någon känslighet för spänningsfall på signalöverföringsledningarna. Även om de flesta instrument idag kräver ett digitalt format för indata, kan en analog signal enkelt konverteras till digital med hjälp av en ADC.

I många lösningar som tillämpas på övervaknings- och mätuppgifter har diodsensorer en ADC inuti sig eftersom tillverkningstekniken tillåter det - sensorn visar sig vara kostnadseffektiv.Utsignalen från en digital integrerad termometer erhålls nu i formatet 1 eller 0, vilket är bekvämt för överföring till en extern mikrokontroller.

Ytterligare funktioner är också möjliga i integrerade temperatursensorer: övervakning av spänningsförändringar, mätning av temperaturen på ett avlägset objekt, mätning av flödeshastighet, signalering om att den inställda temperaturen har överskridits.

Integrerade digitala temperatursensorer som DS18S20 har länge vunnit popularitet för 1-Wire-teknik över hela världen, även om de ursprungligen var kända som de utgående sensorerna DS1820. Dessa sensorer har brusisolering och hög metrologisk prestanda, vilket är mycket viktigt när motorvägar ska organiseras.

I mer än 15 år har DS1820-sensorer använts i konstruktionen av flerpunkts temperaturkontrollsystem i intervallet från -55 ° C till + 125 ° C, de tillåter temperaturövervakning i realtid och signalerar snabbt det faktum att temperaturen överskrider börvärdet. Detta är möjligt tack vare det icke-flyktiga minnet inbyggt i chippet.

DS18B20-sensorerna är mer avancerade — de tillåter programmering av resultatets bitbredd via 1-Wire, vilket ställer in omvandlingshastigheten. Den digitala koden som kommer ut från sensorn är redan resultatet av temperaturmätningen och inga ytterligare omvandlingar behöver göras.

DS1822-sensorn är en förenklad, okalibrerad version av DS18B20-sensorn, den är billigare och möjliggör billiga flerpunktstemperaturkontrollsystem. Det finns också en ekonomisk tvåstiftsversion, som DS1822-PAR, som drivs i parasitiskt enkeltrådsläge.

Det finns också en DS1825 entrådstermometer, som har 4 adressstift för maximalt 16 lokala adresser på en enkelledning. Denna funktion gör det möjligt för teknikern att hitta upp till 16 flerpunkts temperaturkontrolltermometrar placerade på en linje i 1-Wire-nätverket. Detta kräver inte matchande tabeller med 64-bitars individuella adresser, det vill säga prestandan för ett sådant system kommer att öka.