Sensores de temperatura. Parte Quatro Mais alguns tipos de sensores de temperatura

Nas partes anteriores do artigo, termistores e termopares. Este artigo irá falar sobre outros tipos de sensores de temperatura.

Sensores de temperatura de diodos e transistores

Nas mesmas faixas de temperatura que nas resistências térmicas de semicondutores, diodos semicondutores ou junções pn de transistores.

O uso desses dispositivos é explicado pelo fato de possuírem um coeficiente de temperatura da tensão TKN. Para todos os semicondutores, é negativo e aproximadamente o mesmo: -2mV / ° C. Para verificar isso, basta fazer o experimento mais simples descrito abaixo.

Se multímetro digital da fabricação chinesa em temperatura ambiente para "tocar" diodos de silício ou junções de transistor, os números de 690 a 700 são exibidos no indicador.Para dispositivos semicondutores de germânio, as leituras serão de 400 a 450, no entanto, atualmente, os dispositivos de germânio são usados ​​muito raramente. Isso nada mais é do que a queda de tensão mostrada em milivolts na junção p-n na direção direta.

Se no momento de tal medição o diodo ou transistor estiver ligeiramente aquecido, pelo menos ferro de solda, as leituras diminuirão. Além disso, quanto maior o grau de aquecimento, mais perceptível é a alteração nas leituras do dispositivo em uma direção menor. Na maioria das vezes, esses sensores são usados ​​em vários circuitos eletrônicos, por exemplo, emamplificadores de som para estabilizar os modos de operação do circuito.

Sensores especializados de semicondutores

Vale mencionar aqui sensor de temperatura analógico de precisão LM335AZ, que é uma das variedades de um diodo zener ajustável. É apropriado lembrar aqui Zener Diode TL431. O sensor foi calibrado quando fabricado na fábrica, portanto, não é necessário fazer um ajuste torturante de vários estágios na fabricação do termômetro ou termostato.

De acordo com a documentação técnica, o LM335AZ possui um coeficiente de temperatura positivo de 10mV / ° K. Para converter os graus usuais de Celsius em graus Kelvin, você deve usar a fórmula t ° K = 273 + t ° C. De acordo com esta fórmula, a 0 ° C, a saída do sensor terá uma tensão de (273 + 0 ° C) * 10mV / ° K = 2730mV e a uma temperatura de, por exemplo, 50 ° C, (273 + 50 ° C) * 10mV / ° K = 3230mV.

Essas propriedades maravilhosas permitem que você crie usando esse sensor termostatos, apenas medidores de temperatura, bem como esquemas para compensar a temperatura da junção fria de termopares, como será discutido um pouco mais alto. Todos os esquemas mencionados são bastante simples, podem ser encontrados na documentação técnica ou, como é chamado, nas folhas de dados (folha de dados). Os escudos de data são bastante fáceis de encontrar na Internet, embora em inglês.

Sensores de temperatura para microcontroladores

Em condições modernas, esquemas cada vez mais diferentes são realizados em microcontroladores, incluindo todos os tipos de medidores de temperatura. Se a temperatura medida não exceder 125 ° C, é bem possível usar sensores semicondutores tais como DS1620, DS1820, DS1B820 e similares.

Quando calibrados na fábrica, os sensores não precisam de calibração e ajuste, e os dados medidos são transmitidos digitalmente ao microcontrolador. O uso adicional dos valores de temperatura obtidos é determinado pelo software do controlador.

Além de trabalhar diretamente com o microcontrolador, esses sensores possuem modo termostato: basta programar qualquer um deles neste modo para controlar a operação do aquecedor de acordo com o princípio “liga / desliga” quando os pontos de temperatura indicados durante a programação são atingidos.Porém, se outros pontos forem necessários, sua reprogramação é necessária, o que pode ser considerado como falta de dados do sensor.

Nos casos em que a faixa de medição de temperatura é significativamente maior que os valores acima, são utilizados termopares.

Antigos sensores de temperatura primitivos

Apesar da presença de um número tão grande de sensores de temperatura, sensores ainda bastante primitivos são amplamente utilizados. Estes são, em primeiro lugar, sensores baseados em placas bimetálicas mais comumente usadas em ferros elétricos e lareiras elétricas, além de sensores de temperatura do tipo medidor ou sensores de expansão. Eles usam a expansão de um líquido em um volume fechado.

Uma das variedades desse sensor é equipada, por exemplo, com elementos de aquecimento das caldeiras domésticas Aricton. Em uma base está o próprio aquecedor, um sensor de temperatura tubular e um contato ajustável: assim que a temperatura definida era atingida, eles se desligavam. O design é tão simples que contém apenas um segmento de instalação e dois terminais para conexão à rede.

Um pouco mais complicado sensores industriais de medidor de temperatura. Um capilar com um líquido é conectado a um manômetro com uma balança, cuja extremidade está em contato com o meio que está sendo medido. A escala desse manômetro é calibrada em graus centígrados, e a seta está equipada com um sistema de contatos com o qual você pode definir os limites da mudança de temperatura. Os contatos, é claro, podem controlar a operação de um aquecedor, ou simplesmente um alarme.

Boris Aladyshkin