Integrēti temperatūras sensori (IC temperatūras sensori) — priekšrocības un pielietojums
Iespējams, ka vismodernākais temperatūras mērīšanas veids elektronikā ir IC temperatūras sensoru izmantošana. Šādus sensorus var iebūvēt tieši mikroshēmās, un, ņemot vērā pusvadītāju savienojuma I — V atkarību no tā temperatūras, mūsdienās tie sniedz izstrādātājiem plašas iespējas precīzu mērierīču izveidei. Virziens attīstās diezgan ātri, tam ir savas īpašības, kas tiks aplūkotas vēlāk šajā rakstā.
Diodes integrētie sensori piedāvā priekšrocības salīdzinājumā ar termopāri un platīna pretestības termometri, lai gan tie var darboties salīdzinoši zemā temperatūrā — ne vairāk kā 150 ° C. Sensori ir ļoti kompakti, tāpēc tie ir ērti iebūvēti, turklāt to ražošana ir lēta.
Šādi sensori ir ideāli piemēroti integrēšanai regulatoros, pastiprinātājos, mikrokontrolleros un citās elektroniskās ierīcēs, kur nepieciešama precīza tiešsaistes temperatūras uzraudzība.Diodes sensori ir ļoti jutīgi un precīzi — tā ir to galvenā priekšrocība elektronikai.
Ir arvien vairāk vietu, kur iederēsies integrētie sensori. Sākot no mērīšanas moduļu temperatūras mērīšanas sistēmām, beidzot ar procesoru temperatūras mērīšanu un pielietojumu vadības sistēmās ar daudziem kontrolējamiem parametriem: temperatūra, spiediens utt.
Ugunsdrošības nolūkos ir ārkārtīgi noderīgi integrēt integrētos diodes sensorus attālās temperatūras uzraudzības sistēmās, lai trauksmes signāls tiktu iedarbināts stingri, kad temperatūra pārsniedz iepriekš noteiktu slieksni.
Pirmie integrētie sensori jau ir parādījuši pārākumu pār termistori, jo termistoriem pretestības atkarība no temperatūras nebūt nav lineāra, un diodes sensoriem izejas raksturlielums nekavējoties izrādās lineārs.
Integrētie sensori tiek klasificēti kā analogie un digitālie, un tie var nodrošināt temperatūrai proporcionālus strāvas vai sprieguma signālus. Analogie sensori nezaudē popularitāti, jo to darba sprieguma diapazons ir diezgan liels — no 4 līdz 30 voltiem, savukārt signāla pārvades līnijās nav jūtīguma pret sprieguma kritumiem. Lai gan mūsdienās lielākajai daļai instrumentu ievades datiem ir nepieciešams digitāls formāts, analogo signālu var viegli pārveidot par ciparu, izmantojot ADC.
Daudzos risinājumos, kas tiek piemēroti uzraudzības un mērīšanas uzdevumiem, diodes sensoru iekšpusē ir ADC, jo ražošanas tehnoloģija to ļauj — sensors izrādās rentabls.Digitālā integrētā termometra izejas signāls tagad tiek iegūts formātā 1 vai 0, kas ir ērti pārsūtīšanai uz ārēju mikrokontrolleru.
Integrētajos temperatūras sensoros iespējamas arī papildu funkcijas: sprieguma izmaiņu monitorings, attālināta objekta temperatūras mērīšana, plūsmas ātruma mērīšana, signalizācija, ka iestatītā temperatūra ir pārsniegta.
Integrētie digitālie temperatūras sensori, piemēram, DS18S20, jau sen ir ieguvuši popularitāti 1 Wire tehnoloģijai visā pasaulē, lai gan sākotnēji tie bija pazīstami kā pārtrauktie DS1820 sensori. Šiem sensoriem ir trokšņa izolācija un augsta metroloģiskā veiktspēja, kas ir ļoti svarīgi automaģistrāļu organizēšanā.
Vairāk nekā 15 gadus DS1820 sensori tiek izmantoti daudzpunktu temperatūras kontroles sistēmu būvniecībā diapazonā no -55 ° C līdz + 125 ° C, tie ļauj reāllaikā kontrolēt temperatūru un ātri signalizēt par to, ka temperatūra pārsniedz iestatīto punktu. Tas ir iespējams, pateicoties mikroshēmā iebūvētajai nemainīgajai atmiņai.
DS18B20 sensori ir uzlaboti — tie ļauj programmēt rezultāta bitu platumu, izmantojot 1-Wire, tādējādi iestatot konversijas ātrumu. Digitālais kods, kas iznāk no sensora, jau ir temperatūras mērījuma rezultāts, un turpmāka pārveidošana nav jāveic.
Sensors DS1822 ir vienkāršota, nekalibrēta sensora DS18B20 versija, tā ir lētāka un ļauj izmantot lētas daudzpunktu temperatūras kontroles sistēmas. Ir arī ekonomiska divu kontaktu versija, piemēram, DS1822-PAR, kas tiek darbināta parazitārā viena vada režīmā.
Ir arī vienvada termometrs DS1825, kuram ir 4 adrešu tapas maksimāli 16 vietējām adresēm viena vada līnijā. Šī funkcija ļauj tehniķim atrast līdz pat 16 daudzpunktu temperatūras kontroles termometriem, kas atrodas uz līnijas 1-Wire tīklā. Tam nav nepieciešamas 64 bitu individuālo adrešu atbilstības tabulas, tas ir, palielināsies šādas sistēmas veiktspēja.