Integroidut lämpötila-anturit (IC-lämpötila-anturit) – edut ja sovellukset
Ehkä nykyaikaisin tapa mitata lämpötilaa elektroniikassa on IC-lämpötila-anturien käyttö. Tällaisia antureita voidaan rakentaa suoraan mikropiireihin, ja puolijohdeyhdisteen ominaisuuden I — V riippuvuuden vuoksi sen lämpötilasta ne tarjoavat nykyään kehittäjille laajat mahdollisuudet tarkkojen mittauslaitteiden luomiseen. Suunta kehittyy melko nopeasti, sillä on omat ominaisuutensa, joista keskustellaan myöhemmin tässä artikkelissa.
Integroidut diodianturit tarjoavat etuja verrattuna lämpöparit ja platinavastuslämpömittarit, vaikka ne voivat toimia suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa – korkeintaan 150 °C. Anturit ovat erittäin kompakteja, minkä vuoksi ne ovat kätevästi sisäänrakennettuja, ja ne ovat myös halpoja valmistaa.
Tällaiset anturit ovat ihanteellisia integroitaviksi säätimiin, vahvistimiin, mikrokontrollereihin ja muihin elektronisiin laitteisiin, joissa tarvitaan tarkkaa online-lämpötilan seurantaa.Diodianturit ovat erittäin herkkiä ja tarkkoja – tämä on niiden tärkein etu elektroniikassa.
On yhä enemmän alueita, joihin integroidut anturit sopivat. Alkaen mittausmoduulien lämpötilan mittausjärjestelmistä, päättyen prosessorien lämpötilamittauksiin ja sovelluksiin ohjausjärjestelmissä, joissa on monia ohjattuja parametreja: lämpötila, paine jne.
On erittäin hyödyllistä integroida integroidut diodianturit paloturvallisuussyistä lämpötilan etävalvontajärjestelmiin, jotta hälytys laukeaa tarkasti, kun lämpötila ylittää ennalta määrätyn kynnyksen.
Ensimmäiset kiinteät anturit ovat jo osoittaneet ylivoimaisuutta termistorit, koska termistoreilla resistanssin riippuvuus lämpötilasta ei ole kaukana lineaarisesta, ja diodiantureilla lähtöominaisuus osoittautuu välittömästi lineaariseksi.
Integroidut anturit luokitellaan analogisiin ja digitaalisiin, ja ne voivat tuottaa lämpötilaan suhteutettuja virta- tai jännitesignaaleja. Analogiset anturit eivät menetä suosiotaan, koska niiden käyttöjännitealue on melko suuri - 4 - 30 volttia, kun taas signaalinsiirtolinjoissa ei ole herkkyyttä jännitehäviöille. Vaikka useimmat instrumentit nykyään vaativat digitaalisen muodon tulodatalle, analoginen signaali voidaan helposti muuntaa digitaaliseksi ADC:n avulla.
Monissa valvonta- ja mittaustehtäviin sovellettavissa ratkaisuissa diodiantureissa on ADC, koska valmistustekniikka mahdollistaa sen – anturi osoittautuu kustannustehokkaaksi.Digitaalisen integroidun lämpömittarin lähtösignaali saadaan nyt muodossa 1 tai 0, mikä on kätevä siirtää ulkoiseen mikro-ohjaimeen.
Lisätoiminnot ovat mahdollisia myös integroiduissa lämpötila-antureissa: jännitteen muutosten valvonta, etäkohteen lämpötilan mittaus, virtausnopeuden mittaus, asetetun lämpötilan ylittymisen ilmoittaminen.
Integroidut digitaaliset lämpötila-anturit, kuten DS18S20, ovat jo pitkään saavuttaneet suosiota 1-Wire-tekniikassa maailmanlaajuisesti, vaikka ne tunnettiin alun perin lopetettuina DS1820-antureina. Näissä antureissa on melueristys ja korkea metrologinen suorituskyky, mikä on erittäin tärkeää moottoriteiden järjestämisessä.
Yli 15 vuoden ajan DS1820-antureita on käytetty monipisteisten lämpötilansäätöjärjestelmien rakentamisessa alueella -55 ° C - + 125 ° C, ne mahdollistavat reaaliaikaisen lämpötilan seurannan ja ilmoittavat nopeasti, että lämpötila ylittää asetusarvon. Tämä on mahdollista siruun sisäänrakennetun haihtumattoman muistin ansiosta.
DS18B20-anturit ovat edistyneempiä - ne mahdollistavat tuloksen bittileveyden ohjelmoinnin 1-langan kautta, mikä asettaa muunnossuhteen. Anturista tuleva digitaalinen koodi on jo lämpötilamittauksen tulos, eikä muita muunnoksia tarvitse tehdä.
DS1822-anturi on yksinkertaistettu, kalibroimaton versio DS18B20-anturista, se on halvempi ja mahdollistaa edullisia monipistelämpötilansäätöjärjestelmiä. Saatavilla on myös taloudellinen kaksinapainen versio, kuten DS1822-PAR, joka saa virtansa loisjohtimistilassa.
Saatavilla on myös yksijohtiminen lämpömittari DS1825, jossa on 4 osoitenastaa enintään 16 paikalliselle osoitteelle yksijohtimislinjalla. Tämän ominaisuuden avulla teknikko voi löytää jopa 16 monipistelämpötilansäätölämpömittaria, jotka sijaitsevat linjalla 1-Wire-verkossa. Tämä ei vaadi 64-bittisten yksittäisten osoitteiden täsmäytystaulukoita, eli tällaisen järjestelmän suorituskyky paranee.