Integrerede temperatursensorer (IC-temperatursensorer)—Fordele og applikationer

Den måske mest moderne måde at måle temperatur på i elektronik er brugen af ​​IC temperatursensorer. Sådanne sensorer kan indbygges direkte i mikrokredsløb, og på grund af afhængigheden af ​​I-V-karakteristikken for en halvlederforbindelse af dens temperatur, giver de udviklere i dag brede muligheder for at skabe nøjagtige måleenheder. Retningen udvikler sig ret hurtigt, den har sine egne karakteristika, som vil blive diskuteret senere i denne artikel.

Diode integrerede sensorer giver fordele i forhold til termoelementer og platinmodstandstermometre, selvom de kan arbejde ved relativt lave temperaturer — ikke mere end 150 ° C. Sensorerne er meget kompakte, hvorfor de er bekvemt indbyggede, og de er også billige at fremstille.

Sådanne sensorer er ideelle til integration i regulatorer, forstærkere, mikrocontrollere og andre elektroniske enheder, hvor nøjagtig online temperaturovervågning er påkrævet.Diodesensorer er meget følsomme og nøjagtige - dette er deres største fordel for elektronik.

Der er flere og flere områder, hvor integrerede sensorer vil passe. Startende fra temperaturmålingssystemer af målemoduler, slutter med temperaturmåling af processorer og anvendelse i styresystemer med mange kontrollerede parametre: temperatur, tryk mv.

Det er yderst nyttigt at integrere integrerede diodesensorer i fjerntliggende temperaturovervågningssystemer til brandsikkerhedsformål, så alarmen udløses strengt, når temperaturen overstiger en forudbestemt tærskel.

De første integrerede sensorer har allerede vist overlegenhed i forhold til termistorer, da for termistorer modstandens afhængighed af temperaturen er langt fra lineær, og for diodesensorer viser outputkarakteristikken sig straks at være lineær.

Integrerede sensorer er klassificeret som analoge og digitale og kan levere temperatur-proportionale strøm- eller spændingssignaler. Analoge sensorer mister ikke popularitet, fordi deres driftsspændingsområde er ret stort - fra 4 til 30 volt, mens der ikke er nogen følsomhed over for spændingsfald på signaltransmissionslinjerne. Selvom de fleste instrumenter i dag kræver et digitalt format for inputdata, kan et analogt signal nemt konverteres til digitalt ved hjælp af en ADC.

I mange løsninger, der anvendes til overvågnings- og måleopgaver, har diodesensorer en ADC inde i dem, fordi produktionsteknologien tillader det - sensoren viser sig at være omkostningseffektiv.Udgangssignalet fra et digitalt integreret termometer opnås nu i formatet 1 eller 0, hvilket er praktisk til overførsel til en ekstern mikrocontroller.

Yderligere funktioner er også mulige i integrerede temperatursensorer: overvågning af spændingsændringer, måling af temperaturen på et fjerntliggende objekt, måling af flowhastighed, signalering af, at den indstillede temperatur er overskredet.

Integrerede digitale temperatursensorer såsom DS18S20 har længe vundet popularitet for 1-Wire teknologi verden over, selvom de oprindeligt var kendt som de udgåede DS1820 sensorer.Disse sensorer har støjisolering og høj metrologisk ydeevne, hvilket er meget vigtigt, når motorveje skal organiseres.

I mere end 15 år er DS1820-sensorer blevet brugt i konstruktionen af ​​flerpunkts temperaturstyringssystemer i området fra -55 ° C til + 125 ° C, de tillader temperaturovervågning i realtid og signalerer hurtigt, at temperaturen overstiger sætpunktet. Dette er muligt takket være den ikke-flygtige hukommelse, der er indbygget i chippen.

DS18B20-sensorerne er mere avancerede — de tillader programmering af bitbredden af ​​resultatet via 1-Wire og indstiller dermed konverteringsraten. Den digitale kode, der kommer ud af sensoren, er allerede resultatet af temperaturmålingen, og der skal ikke foretages yderligere konverteringer.

DS1822-sensoren er en forenklet, ukalibreret version af DS18B20-sensoren, den er billigere og giver mulighed for billige flerpunkts-temperaturstyringssystemer. Der er også en økonomisk to-benet version, såsom DS1822-PAR, som er drevet i parasitisk enkelt-leder tilstand.

Der er også et DS1825 enkelttrådstermometer, som har 4 adresseben til maks. 16 lokale adresser på en enkeltledningslinje. Denne funktion gør det muligt for teknikeren at finde op til 16 flerpunkts temperaturkontroltermometre placeret på en linje i 1-Wire netværket. Dette kræver ikke matchende tabeller med 64-bit individuelle adresser, det vil sige, at et sådant systems ydeevne vil stige.