Sensores de temperatura. Parte cuatro Algunos tipos más de sensores de temperatura

En las partes anteriores del artículo, termistores y termopares. Este artículo hablará sobre otros tipos de sensores de temperatura.

Sensores de temperatura de diodos y transistores.

En los mismos rangos de temperatura que en las resistencias térmicas de semiconductores, ordinarias diodos semiconductores o pn uniones de transistores.

El uso de estos dispositivos se explica por el hecho de que tienen un coeficiente de temperatura de voltaje TKN. Para todos los semiconductores, es negativo y aproximadamente igual: -2mV / ° C. Para verificar esto, es suficiente hacer el experimento más simple que se describe a continuación.

Si multímetro digital de fabricación china a temperatura ambiente para “hacer sonar” los diodos de silicio o las uniones de transistores, luego se muestran los números de aproximadamente 690 - 700 en el indicador. Para los dispositivos semiconductores de germanio las lecturas serán de 400 - 450, sin embargo, los dispositivos de germanio se usan muy raramente. Esto no es más que la caída de voltaje que se muestra en milivoltios en la unión p-n en la dirección hacia adelante.

Si en el momento de tal medición, el diodo o el transistor se calienta ligeramente, al menos soldador, entonces las lecturas disminuirán. Además, cuanto mayor es el grado de calentamiento, más notable es el cambio en las lecturas del dispositivo en una dirección más pequeña. Muy a menudo, estos sensores se utilizan en varios circuitos electrónicos, por ejemplo enamplificadores de sonido para estabilizar los modos de operación del circuito.

Sensores de semiconductores especializados

Vale la pena mencionar aquí sensor de temperatura analógico de precisión LM335AZ, que es una de las variedades de un diodo zener ajustable. Es apropiado recordar aquí Diodo Zener TL431. El sensor se calibró durante su fabricación en la fábrica, por lo que no es necesario hacer un ajuste insoportable en varias etapas en la fabricación del termómetro o termostato.

Según la documentación técnica, el LM335AZ tiene un coeficiente de temperatura positivo de 10mV / ° K. Para convertir los grados habituales de Celsius a grados Kelvin, debe usar la fórmula t ° K = 273 + t ° C. De acuerdo con esta fórmula, a 0 ° C, la salida del sensor tendrá un voltaje de (273 + 0 ° C) * 10mV / ° K = 2730mV, y a una temperatura de, por ejemplo, 50 ° C, (273 + 50 ° C) * 10mV / ° K = 3230mV.

Estas maravillosas propiedades le permiten crear usando este sensor termostatos, solo medidores de temperatura, así como esquemas para compensar la temperatura de la unión fría de termopares, como se discutirá un poco más arriba. Todos los esquemas mencionados son bastante simples, se pueden encontrar en la documentación técnica, o como se le llama, hojas de fechas (Hoja de datos). Los protectores de fecha son bastante fáciles de encontrar en Internet, aunque en inglés.

Sensores de temperatura para microcontroladores.

En condiciones modernas, se realizan más y más esquemas diferentes en microcontroladores, incluyendo todo tipo de medidores de temperatura. Si la temperatura medida no supera los 125 ° C, entonces es bastante posible usar sensores semiconductores tales como DS1620, DS1820, DS1B820 y similares.

Cuando se calibran en la fábrica, los sensores no necesitan calibración ni ajuste, y los datos medidos se transmiten digitalmente al microcontrolador. El software del controlador determina el uso adicional de los valores de temperatura obtenidos.

Además de trabajar directamente con el microcontrolador, estos sensores tienen modo termostato: es suficiente programar cualquiera de ellos en este modo para controlar el funcionamiento del calentador de acuerdo con el principio de "encendido / apagado" cuando se alcanzan los puntos de temperatura indicados durante la programación.Pero si se necesitan otros puntos, entonces su reprogramación es necesaria, lo que puede considerarse como una falta de datos del sensor.

En los casos en que el rango de medición de temperatura es significativamente mayor que los valores anteriores, se utilizan termopares.

Antiguos sensores de temperatura primitivos

A pesar de la presencia de tantos sensores de temperatura, todavía se usan ampliamente sensores bastante primitivos. Estos son, en primer lugar, sensores basados ​​en placas bimetálicas más comúnmente utilizadas en planchas eléctricas y chimeneas eléctricas, así como en sensores de temperatura tipo manómetro o sensores de expansión. Utilizan la expansión de un líquido en un volumen cerrado.

Una de las variedades de dicho sensor está equipada, por ejemplo, con elementos de calefacción de calderas domésticas Aricton. En una base se encuentra el calentador, un sensor de temperatura tubular y un contacto ajustable: tan pronto como se alcanzó la temperatura establecida, se apagaron. El diseño es tan simple que contiene solo un hilo de instalación y dos terminales para conectarse a la red.

Algo mas complicado sensores industriales de temperatura. Un capilar con un líquido está conectado a un manómetro con una escala, cuyo extremo está en contacto con el medio que se está midiendo. La escala de dicho manómetro está calibrada en grados centígrados, y la flecha está equipada con un sistema de contactos con el que puede establecer los límites de cambio de temperatura. Los contactos, por supuesto, pueden controlar el funcionamiento de un calentador, o simplemente una alarma.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Natasha]

Por supuesto, los sensores de temperatura para los controladores son geniales, pero para el usuario promedio es bastante difícil de usar, porque necesita conocer la potencia requerida del controlador y, en consecuencia, elegir el controlador en sí, y también necesita saber qué sensores de humedad y temperatura aplicar, cómo tomar lecturas de ellos y transmitirlos al procesador, hasta qué punto pueden atribuirse los sensores de humedad y sensores de temperatura del procesador, etc. por lo tanto, no se puede contar con el uso generalizado de tales sensores.

[#2]

????? Natasha es lo que escribiste aquí? ¿Qué son los sensores de humedad? ¿Por qué necesita energía del controlador? Un artículo sobre sensores de temperatura. Todo está simple y claramente establecido en él. Y después de tu comentario, solo hay algún tipo de conclusión mental. Después de todo, a las mujeres les encanta complicarnos las cosas siempre, y especialmente cuando desprecian escribir sobre lo que claramente no entienden.

[#3 natashka]

Si hablamos de lo que las mujeres no entienden, en este trabajo podríamos mencionar dispositivos modernos que no requieren acciones complejas, como la configuración. Este es un sensor ZET. Aquí tienes razón, no tienes que soportar el cerebro y son fáciles de usar. El sensor comienza a transmitir datos inmediatamente después de aplicar la energía. El tipo de convertidor primario conectado es absolutamente cualquiera.

[#4 Alexander]

natashka, confundes cálido con suave. Los sensores Zeta no son sensores, sino unidades listas para usar, que incluyen el sensor en sí, el amplificador de señal y el procesador.

Y no llamaría a la construcción de una red de medición "fácil de usar". Nifiga usted mismo simplicidad: coloque sensores, tire de los cables (u organice un canal de radio), organice AWP. Y todo para medir la temperatura del agua en un vaso ...

El artículo solo habla sobre sensores de temperatura en un nivel básico. Para el LM335 en general, solo necesita una fuente de alimentación y un voltímetro para tomar lecturas. Pero, si es necesario, puede conectarlo a cualquier cosa, incluso a un celular, pero sí, debe hacerlo todo usted mismo ...

[#5 Sergey]

Gran articulo. Exactamente lo que estaba buscando. Y no desea comprar un dispositivo de centavo, un análogo del cual puede arrancar de tableros viejos.