Αισθητήρες θερμοκρασίας. Μέρος τέταρτο Μερικοί περισσότεροι τύποι αισθητήρων θερμοκρασίας

Στα προηγούμενα μέρη του άρθρου, θερμοστάτες και θερμοστοιχεία. Αυτό το άρθρο θα μιλήσει για άλλους τύπους αισθητήρων θερμοκρασίας.

Αισθητήρες θερμοκρασίας από διόδους και τρανζίστορ

Στην ίδια κλίμακα θερμοκρασιών όπως και στις θερμικές αντιστάσεις ημιαγωγών, συνηθισμένες διόδους ημιαγωγών ή pn των τρανζίστορ.

Η χρήση αυτών των συσκευών εξηγείται από το γεγονός ότι έχουν συντελεστή θερμοκρασίας τάσης TKN. Για όλους τους ημιαγωγούς, είναι αρνητικό και περίπου το ίδιο: -2mV / ° C. Για να το επιβεβαιώσετε, αρκεί να εκτελέσετε το απλούστερο πείραμα που περιγράφεται παρακάτω.

Αν ψηφιακό πολύμετρο της κινεζικής κατασκευής σε θερμοκρασία δωματίου για να "δακτυλογραφήσει" τις δίοδοι του πυριτίου ή τις διασταυρώσεις των τρανζίστορ, τότε οι αριθμοί γύρω στα 690-700 εμφανίζονται στον δείκτη. Για συσκευές ημιαγωγών γερμανίου οι μετρήσεις θα είναι 400-450, ωστόσο οι συσκευές γερμανίου χρησιμοποιούνται σήμερα πολύ σπάνια. Αυτό δεν είναι τίποτα περισσότερο από την πτώση τάσης που εμφανίζεται σε millivolts στην σύνδεση p-n στην προς τα εμπρός κατεύθυνση.

Εάν κατά το χρόνο μιας τέτοιας μέτρησης η δίοδος ή το τρανζίστορ ελαφρώς θερμαίνεται, τουλάχιστον συγκολλητικό σίδερο, τότε οι μετρήσεις θα μειωθούν. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός θέρμανσης, τόσο πιο αξιοσημείωτη είναι η αλλαγή στις μετρήσεις της συσκευής σε μικρότερη κατεύθυνση. Τις περισσότερες φορές, αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται σε διάφορα ηλεκτρονικά κυκλώματα, για παράδειγμα στοενισχυτές ήχου για τη σταθεροποίηση των τρόπων λειτουργίας του κυκλώματος.

Ειδικοί αισθητήρες ημιαγωγών

Αξίζει να αναφέρουμε εδώ αισθητήρας αναλογικής θερμοκρασίας ακριβείας LM335AZ, η οποία είναι μία από τις ποικιλίες μιας ρυθμιζόμενης δίοδος zener. Είναι σκόπιμο να θυμηθούμε εδώ Zener Diode TL431. Ο αισθητήρας βαθμονομήθηκε όταν κατασκευάστηκε στο εργοστάσιο, οπότε δεν υπάρχει λόγος να κάνουμε μια ανατρεπτική ρύθμιση πολλαπλών σταδίων κατά την κατασκευή του θερμομέτρου ή του θερμοστάτη.

Σύμφωνα με την τεχνική τεκμηρίωση, ο LM335AZ έχει θετικό συντελεστή θερμοκρασίας 10mV / ° K. Για να μετατρέψετε τους συνήθεις βαθμούς Κελσίου σε βαθμούς Kelvin, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον τύπο t ° K = 273 + t ° C. Σύμφωνα με αυτόν τον τύπο, στους 0 ° C, η έξοδος του αισθητήρα θα έχει τάση (273 + 0 ° C) * 10mV / ° Κ = 2730mV, και σε θερμοκρασία π.χ. 50 ° C (273 + 50 ° C) * 10mV / 3230mV.

Τέτοιες θαυμάσιες ιδιότητες σας επιτρέπουν να δημιουργήσετε τη χρήση αυτού του αισθητήρα θερμοστάτες, μετρητές θερμοκρασίας, καθώς και σχέδια για την αντιστάθμιση της θερμοκρασίας της ψυχρής σύνδεσης θερμοστοιχείων, όπως θα συζητηθεί λίγο πιο ψηλά. Όλα τα προαναφερθέντα σχήματα είναι αρκετά απλά και μπορούν να βρεθούν στην τεχνική τεκμηρίωση ή, όπως ονομάζεται, φύλλα ημερομηνίας (φύλλο δεδομένων). Οι ασπίδες ημερομηνίας είναι αρκετά εύκολο να βρεθούν στο διαδίκτυο, αν και στα αγγλικά.

Αισθητήρες θερμοκρασίας για μικροελεγκτές

Στις σύγχρονες συνθήκες, όλο και περισσότερα διαφορετικά σχήματα εκτελούνται μικροελεγκτές, συμπεριλαμβανομένων όλων των ειδών μετρητών θερμοκρασίας. Εάν η μετρούμενη θερμοκρασία δεν υπερβαίνει τους 125 ° C, τότε είναι αρκετά πιθανό να χρησιμοποιηθεί αισθητήρες ημιαγωγών όπως DS1620, DS1820, DS1B820 και τα παρόμοια.

Όταν βαθμονομηθούν εργοστασιακά, οι αισθητήρες δεν χρειάζονται βαθμονόμηση και ρύθμιση και τα μετρημένα δεδομένα μεταδίδονται ψηφιακά στον μικροελεγκτή. Περαιτέρω χρήση των λαμβανομένων τιμών θερμοκρασίας καθορίζεται από το λογισμικό του ελεγκτή.

Εκτός από την απευθείας εργασία με τον μικροελεγκτή, αυτοί οι αισθητήρες έχουν λειτουργία θερμοστάτη: αρκεί να προγραμματίσετε οποιοδήποτε από αυτά σε αυτόν τον τρόπο για να ελέγξετε τη λειτουργία του θερμαντήρα σύμφωνα με την αρχή "on / off", όταν επιτευχθούν τα σημεία θερμοκρασίας που υποδεικνύονται κατά τον προγραμματισμό.Αλλά αν χρειάζονται άλλα σημεία, τότε είναι απαραίτητος ο επαναπρογραμματισμός τους, ο οποίος μπορεί να θεωρηθεί ως έλλειψη δεδομένων αισθητήρων.

Σε περιπτώσεις όπου η περιοχή μέτρησης της θερμοκρασίας είναι σημαντικά υψηλότερη από τις παραπάνω τιμές, χρησιμοποιούνται θερμοστοιχεία.

Παλιά πρωτόγονοι αισθητήρες θερμοκρασίας

Παρά την παρουσία τέτοιου αριθμού αισθητήρων θερμοκρασίας, χρησιμοποιούνται ακόμη ευρέως πρωτόγονοι αισθητήρες. Αυτά είναι, πρώτον, αισθητήρες που βασίζονται σε διμεταλλικές πλάκες που χρησιμοποιούνται συχνότερα σε ηλεκτρικά σίδερα και ηλεκτρικά τζάκια, καθώς και αισθητήρες θερμοκρασίας τύπου μετρητή ή αισθητήρες επέκτασης. Χρησιμοποιούν την επέκταση ενός υγρού σε κλειστό όγκο.

Μια από τις ποικιλίες ενός τέτοιου αισθητήρα είναι εξοπλισμένη, για παράδειγμα, με θερμαντικά στοιχεία των οικιακών λέβητων Aricton. Σε μία βάση είναι ο ίδιος ο θερμαντήρας, ένας σωληνοειδής αισθητήρας θερμοκρασίας και μια ρυθμιζόμενη επαφή: μόλις επιτευχθεί η ρυθμισμένη θερμοκρασία, απενεργοποιήθηκαν. Ο σχεδιασμός είναι τόσο απλός που περιέχει μόνο ένα σπείρωμα εγκατάστασης και δύο τερματικά για σύνδεση στο δίκτυο.

Κάπως πιο περίπλοκο βιομηχανικούς αισθητήρες θερμοκρασίας. Ένα τριχοειδές με υγρό συνδέεται με έναν μετρητή πίεσης με κλίμακα, το άκρο του οποίου έρχεται σε επαφή με το μέσο που μετράται. Η κλίμακα ενός τέτοιου μετρητή πίεσης βαθμονομείται στο βαθμούς Κελσίου, και το βέλος είναι εξοπλισμένο με ένα σύστημα επαφών με το οποίο μπορείτε να ρυθμίσετε τα όρια της αλλαγής θερμοκρασίας. Οι επαφές, φυσικά, μπορούν να ελέγξουν τη λειτουργία ενός θερμαντήρα ή απλά ένα συναγερμό.

Μπόρις Αλαντίσκιν