Содержание

Заметки для мастера – Датчик температуры



        Схема инфракрасного датчика

Рис.1

     На рис.1 показана схема устройства которая работает на отражение или пересечение ИК луча и может использоваться на объектах за которыми необходимо постоянное наблюдение или др. Модулированная частота ИК луча 36 кГц и исключает ошибки от различных световых, тепловых приборов и солнечного света. В схеме используется микросхема К561ЛН2.

 

         Транзистор, датчик перегрева

 

     При эксплуатации мощных усилителей низкой частоты или источников питания (инверторы, преобразователи, стабилизаторы), желательно иметь информацию о степени нагрева теплоотводов. Если по какой-то причине устройство используется в критических условиях, то температура нагрева мощных транзисторов может достигнуть (!) 150°С. При этом велика вероятность их теплового и электрического пробоя. Контролировать степень нагрева радиаторов поможет устройство, схема которого показана ниже.

В качестве термодатчика используется пара германиевых транзисторов МП26, которые, наверняка, завалялись у многих радиолюбителей за ненадобностью, рис.2

Рис.2

Устройство питается прямо от источника питания контролируемой конструкции. Сопротивление резистора R1 рассчитывается по формуле R1=(Un–10)/8. Светодиод начинает светиться при нагреве транзисторов до температуры 70°С.

 

          Датчик температуры

        Датчик температуры, схема которого показана на рисунке 3, можно использовать как защитное устройство мощных транзисторов от перегрева.

Рис.3

        Этот датчик отключает питание от защищаемого блока или узла, как только температура превысит допустимую. Термодатчиком служит транзистор VT1, его приклеивают через изоляционную прокладку к корпусу защищаемого элемента. VT1, VT2 в схеме образуют пороговое устройство которое срабатывает при определенной температуре. Благодаря ПОС через R7 процесс открывания транзисторов протекает лавинообразно, срабатывает реле и своими контактами отключает питание от защищаемого блока.

При снижении температуры устройство возвращается в исходное состояние. Порог срабатывания можно задать от +30 до +80 градусов Цельсия при помощи резистора R2.

        Транзистор VT1 можно заменить на МП40-МП42, VT2 на КТ503, для более высоких температур использую кремниевые транзисторы МП116 и КТ361. Реле типа РЭС-22.

«Справочник по схемотехнике для радиолюбителей»

Боровской В. П.

 

Все своими руками Датчик температуры • Все своими руками

Опубликовал admin | Дата 9 июня, 2014

     Зависимость падения напряжения на p-n переходе от температуры было замечено сразу после создания самого этого перехода. Это свойство полупроводников используется в электронных термометрах, датчиках температуры, термореле и т.д.

     Простейшим датчиком температуры является p-n переход кремниевого диода, температурный коэффициент напряжения, которого равен, примерно, 3 мВ/°C, а прямое падение напряжения находится в районе 0,7В.

Работать с таким маленьким напряжением неудобно, поэтому в качестве термозависимого элемента лучше использовать p-n переходы транзистора, добавив к нему базовый делитель напряжения. Полученный двухполюсник обладает свойствами цепочки диодов, т.е. падение напряжения на нем можно устанавливать намного больше, чем 0,7В. Зависит оно от соотношения базовых резисторов R1 и R2 см. рис. 1.

     Обладая отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, этот двухполюсник нашел применение в схеме питания варикапов. При повышении температуры, емкость варикапов начинает увеличиваться, но одновременно уменьшается падение напряжения на двухполюснике VT1, R1,R2, что ведет к увеличению напряжения на переменном резисторе и соответственно на варикапе, уменьшая его емкость. Таким образом, достигается температурная стабилизация резонансной частоты колебательного контура. На рисунке 2 показана схема двухполюсника, который можно использовать в качестве термодатчика в схемах электронных термореле и термометрах.

Здесь есть одно неудобство, кристалл транзистора КТ315 размещен в пластмассовом корпусе, что повышает инерцию измерения температуры или срабатывания реле. И второе, это неудобство крепления его к объекту, температуру которого необходимо отслеживать. Например, для отслеживания температуры теплоотводов мощных ПП, лучше применить в качестве термодатчика транзистор КТ814. Конструкция этого транзистора позволяет крепить его непосредственно к радиатору, находящемуся под потенциалом земли, всего одним винтиком. Такой датчик используется в схеме терморегулятора для вентилятора, размещенной на сайте www. ixbt.com/spu/fan-thermal-control.shtml

     На рисунке 4 показана практическая схема для вентилятора охлаждения блока питания. Применение операционного усилителя средней мощности К157УД1 в качестве компаратора, позволило подключить пару вентиляторов от блока питания компьютера непосредственно на выход микросхемы, выходной ток которой, равен 0,3А. Температуру включения вентиляторов устанавливают резистором R5. Схема работает следующим образом. При нормальной температуре теплоотвода напряжение на выводе 9 микросхемы DA1 должно быть больше, чем на выводе 8. При этом на выходе DA1, выводе 6, будет потенциал близкий к напряжению питания схемы. Напряжение на вентиляторах при таких условиях будет практически равно «0». Вентиляторы выключены. При повышении температуры теплоотводов будет повышаться и температура транзистора VT1, что в свою очередь вызовет уменьшение напряжения на неинвертирующем входе 8 микросхемы DA1. Как только это напряжение будет меньше напряжения, установленного резистором R5, состояние компаратора изменится и на его выходе напряжение упадет примерно до потенциала земли. Вентиляторы включатся. Резистор R7 обеспечивает небольшой гистерезис схемы, что исключает неопределенное состояние выходного напряжения на выходе DA1 при равенстве входных напряжений. Плату терморегулятора лучше установить прямо на контролируемом радиаторе, чтобы его микросхема тоже обдувалась вентилятором. Транзистор VT1 соединяется с платой тремя проводами и устанавливается в непосредственной близости от мощных ПП.

Просмотров:27 727


Датчики и сенсоры онлайн журнал

 

 

Характеристики полупроводникового р-п перехода в диодах и биполярных транзисторах довольно сильно зависят от температуры [11]. Если прямосмещенный переход соединить с генератором постоянного тока (рис. 16.19А) (см. раздел 5.3.1 главы 5), выходное напряжение, снимаемое с него, будет прямо пропорционально изменению его температуры (рис. 16.20). Достоинством такого датчика является его линейность, что дает возможность проводить его калибровку только по двум точкам для определения наклона прямой и ее пересечения с координатной осью (наклон прямой характеризует чувствительность детектора).

Рис. 16.20. Зависимость напряжения от температуры для прямосмещенного полупроводникового перехода, снятая в условиях постоянного тока
к примеру, для кремниевого перехода, работающего при токе 10 мкА, температурная чувствительность равна — 2.
3 мВ/°С, а при токе 1 мА, она падает до — 2.0 мВ/°С. Любой диод или биполярный транзистор могут быть использованы в качестве сенсоров температуры. На рис. 16.19Б отображена схема детектора температуры на базе транзистора, в той вместо источника тока используется источник напряжения и резистор R. Ток, протекающий через транзистор, можно найти из выражения: Рекомендуется работать при токе 100 мкА. Тогда при Е = 5 В и К=0.6 В, сопротивление R = (E-V)/I = 44 кОм. При увеличении температуры напряжение Кпада— Рис. 16.21. Зависимость погрешности измерений от температуры, построенная для датчика температуры, реализованного на основе кремниевого транзистора PN100 ет, что приводит к незначительному увеличению тока /. В соответствии с уравнением (16.47) это вызывает нето снижение чувствительности, которая выражается в появлении нелинейности. Этой нелинейностью в ряде случаев можно пренебречь, однако иногда при обработке сигналов ее приходится учитывать.
Благодаря простоте и очень низкой стоимости, транзисторные (диодные) датчики температуры получили довольно широкое распространение. На рис. 16.21 отображена зависимость погрешности измерений датчика температуры, реализованного на основе транзистора PN100, от температуры при рабочем токе 100 мкА. Как видно из рисунка, погрешность измерений довольно мала, и во многих случаях можно даже обойтись без коррекции нелинейности. Детекторы температуры на основе диодов часто встраиваются в кремниевую подложку монолитных сенсоров для осуществления температурной компенсации. к примеру, такие детекторы методом диффузии формируются на мембранах кремниевых микросенсоров давления для компенсации температурной зависимости пьезорезистивных элементов. Напряжение на транзисторах всегда пропорционально абсолютной температуре в Кельвинах. На основе этого свойства можно реализовать недорогой, но достаточно точный датчик температуры. В этом датчике можно либо непосредственно измерять напряжение, либо предварительно преобразовать напряжение в ток, по величине того определять температуру [12].
Такой полупроводниковый датчик температуры построен на основе зависимости между напряжением база-эмиттер (VBE) и коллекторным током биполярного транзистора. На рис. 16.22А отображена упрощенная схема детектора температуры. В этом датчике транзисторы Ql и Q4 формируют, так называемое, токовое зеркало, вырабатывающее два одинаковых тока Тс=1 и /„=/, которые поступают на транзисторы Qx и Qr Величина коллекторных токов определяется сопротивлением R. В монолитной схеме транзистор Q2, как правило, состоит из нескольких идентичных транзисторов (к примеру, 8), включенных параллельно. Поэтому плотность тока в Q] будет в восемь раз больше, чем на каждом из транзисторов, входящих в состав Qr Разность напряжений база-эмиттер двух транзисторов Qx и Q2 равна: где г-множитель тока (8 в нашем примере), к — постоянная Больцмана, q — заряд электрона, Т — температура в Кельвинах. Ток Icm одинаков для обоих транзисторов. Ток, протекающий через резистор R, создает на нем напряжение V = 179 мкВ/ К, величина того не зависит от токов на коллекторах.
Исходя из этого, можно найти выражение для суммарного тока, протекающего через датчик: При г=8 и R = 358 Ом, данный датчик обладает линейной передаточной функцией: //Г= 1 мкА/К. Рис. 16.22. Упрощенная схема полупроводникового датчика температуры (А) и зависимости тока от напряжения (Б) На рис. 16.22Б отображены зависимости тока от напряжения, построенные для разных температур. Отметим, что значение выражения в круглых скобках в уравнении (16.50) в данном конкретном случае является постоянной величиной и может быть точно подстроено в процессе изготовления для получения требуемого наклона. Ток легко преобразуется в напряжение. к примеру, если последовательно с датчиком включить резистор номиналом 10 кОм, напряжение на нем будет прямо пропорционально абсолютной температуре. Работа упрощенной схемы, отображенной на рис. 16.22А, соответствует Рис. 16.23. Типовая передаточная функция полупроводникового датчика температуры LM35DZ (Напечатано с разрешения National Semiconductors, Inc) Поскольку таких транзисторов не бывает, в схемы, применяемые на практике, приходится вводить много дополнительных компонентов. Многие фирмы выпускают датчики температуры, реализованные на этом принципе. Среди них LM35 (National Semiconductors) — с выходом по напряжению и AD590 (Analog Devices) — с токовым выходом. На рис. 16.23 отображена передаточная функция датчика LM35Z, чувствительность того настроена на уровень 10 мВ/°С. Погрешность нелинейности такого датчика невелика, обычно она не выходит за пределы ±0.ГС.
.

  Список тем   Назад   Вперед

 

 

Информация исключительно в ознакомительных целях. При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна.Правообладатели статей являются их правообладателями.

 

По вопросам размещения статей   пишите на email:

datchikisensor@yandex. ru

 

 

5.1. Термометр с полупроводниковым датчиком. [20] . В помощь радиолюбителю. Выпуск 12

Термочувствительным элементом в этой конструкции является эмиттерный переход кремниевого транзистора, падение напряжения на котором при стабильном токе пропорционально температуре перехода и составляет около 2,5 мВ на каждый градус Цельсия. Термометр рассчитан на измерение температуры от 0 до +100 °C.

Принципиальная схема термометра приведена на рис. 31.

Рис. 31. Принципиальная схема термометра с транзисторным датчиком

На транзисторе VT3 и диодах VD1, VD2 собран генератор тока, благодаря которому термометр сохраняет точность измерений при снижении напряжения батареи с 9 до 6,5 В. Датчик температуры выполнен на транзисторе VT1, через который резистором R2 устанавливается стабильный ток, равный 100 мкА.

Термодатчик и резисторы R1, R2, R8 и R9 образуют мост, в одну диагональ которого (коллектор VT3 — минус батареи) включено питание, а в другую — базы транзисторов (VT2-VT4). Эти транзисторы и резисторы R4, R6 также образуют мост, в диагональ которого включен стрелочный прибор РА1 с добавочными резисторами R3, R7. Помимо использования генератора тока, питание мостовой схемы стабилизировано стабилитроном VD3.

В связи с линейной зависимостью падения напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT1 от температуры, градуировку термометра достаточно выполнить всего в двух точках, для чего нет необходимости в эталонном термометре. Этими точками являются температура таяния снега и температура кипения воды. Погружая датчик в воду со снегом, переменным резистором R8 устанавливают стрелку прибора на нулевое деление шкалы. Затем, погружая датчик в кипящую воду, переменным резистором R3 устанавливают стрелку на максимальное деление шкалы. При использовании микроамперметра с полным отклонением стрелки, равным 100 мкА, его шкала без переделки будет показывать температуру датчика в градусах Цельсия.

В качестве транзистора VT1 можно использовать КТ342В, а остальных — КТ349Б. В качестве диодов VD1, VD2 — КД521.

Датчик должен иметь герметичную конструкцию.

Термометром можно также измерять отрицательные температуры до -25 °C. Для этого достаточно сдвинуть нуль температуры вправо, например на двадцатое деление шкалы. Но при этом потребуются либо нанесение новой шкалы, либо таблица соответствия делений шкалы температуре.

Терморегулятор

Терморегулятор.

 


Рисунок 1

Терморегулятор (рисунок 1) предназначен для регулировки температуры на остекленной лоджии, где хранятся овощи, и требуется поддерживать температуру 0-6 °С .  Лоджия примыкает к кухне, в форточку окна которой вмонтирован вытяжной вентилятор. Теплый воздух из кухни обогревает лоджию, за счет чего там создается требуемая температура. Для регулировки температуры можно применить данный терморегулятор. В качестве датчика температуры используется германиевый транзистор с отсоединенной базой VT7. Он, в свою очередь, включен в цепь база-коллектор кремниевого транзистора VT6 с большим коэффициентом передачи тока (200). Как известно, обратный ток германиевых диодов в 1000 раз больше, чем у кремниевых и зависит от температуры в логарифмической пропорции: он увеличивается примерно в 2 раза при увеличении температуры на каждые 8 °С .

Регулировка угла открывания тиристора VD3 производится с помощью аналога однопереходного транзистора VT4, VT5. Времязадающий конденсатор C1 заряжается от одного из плеч дифференциального каскада VT1-VT3. В цепь его базы включен делитель, состоящий из резистора R5 и составного транзистора–термодатчика VT6, VT7. На делитель подается напряжение с переменного резистора R2, благодаря чему можно регулировать температуру, при которой происходит срабатывание термодатчика. Ток источника тока дифференциального каскада на VT2 регулируется переменным резистором R7, благодаря чему можно регулировать число оборотов вентилятора, когда он работает. Это требуется, если вентилятор мощный и сильно шумит при работе на полную мощность.

 

Конструкция и детали.

 

Терморегулятор собран в корпусе от блока питания Денди. На передней панели помещены резисторы регулировки температуры R2 и мощности R7, а также гнезда для подключения сетевой вилки от вентилятора. Печатная плата имеет размеры 45х75 мм. На стороне, обращенной к сетевой вилке, поверхностным монтажем распаяны детали схемы. Тиристор расположен на противоположной стороне, а его выводы подпаяны проводами к противоположной стороне платы. 

В схеме можно использовать транзисторы КТ3102, КТ3107, КТ209, КТ361, КТ315, ГТ309 и др. Тиристор можно использовать также типа КУ201Л. Диоды – КД226Д, FR207. Резисторы типа МЛТ-0.125, R12 – МЛТ-2. Конденсатор типа К10-17б.

 

Наладка.

 

Ток через составной транзистор VT6-VT7 должен составлять при температуре 19 °С 1.5 мА, чтобы при 2 °С он был равен 300 мкА. Для подбора тока надо измерить ток утечки перехода коллектор-эмиттер германиевого транзистора при температуре 19 °С и высчитать коэффициент передачи тока кремниевого транзистора: он равен отношению требуемого тока 1500 мкА к измеренному току утечки. Далее необходимо подобрать кремниевый транзистор с близким к высчитанному значением коэффициента передачи тока.

Резисторы R1 и R3 надо заменить подстроечными резисторами и при температуре 3 °С добиться их регулировкой при среднем положении движка R2 срабатывания терморегулятора. Далее вместо них надо впаять постоянные резисторы с близкими к подобранным номиналами сопротивления. Можно, конечно, установить на печатную плату непосредственно подстроечные резисторы, но для этого надо немного ее доработать.


· Скачайте схему в формате CircuitMaker
· Скачайте печатную плату в формате TraxMaker
· Просмотрите фото терморегулятора

 
· Посетите мой сайт
· Напишите мне

Бачурин Николай Валентинович. Январь 2005 года.

Простой электронный термометр на однопереходном транзисторе

Простой электронный термометр на однопереходном транзисторе

категория

Радиосхемы для дома

материалы в категории

И. Нечаев. г. Курск
Радио, 1992 год, № 8, стр 17- 18

В этой статье разговор пойдет о возможности конструировать приборы для измерения температуры на расстоянии- за переделами дома или, скажем, в балконном “овощехранилище”.
Схем, позволяющих выполнять данную функцию, достаточно много, но есть определенные особенности при выборе термочувствительного датчика.

Как правило в большинстве случаев при конструировании подобных устройств чаще всего радиолюбителями применяются терморезисторы. Они обладают достаточно широким тепловым коэффициентом сопротивления (далее ТКС)- до 8% на градус. Однако он сильно изменяется в зоне измеряемых температур. Если для домашних термометров на этот факт можно и закрыть глаза, то если речь идет о широком диапазоне температур (например как в нашем случае- от – 40 град. С, до +40 град.С.) то возникают определенные проблемы с градуировкой измерительной шкалы прибора- она просто потеряет свою линейность.

Мы знаем также что и самый обычных p-n переход любого полупроводникового прибора может служить в качестве термодатчика, однако ТКН простого перехода очень мал- не более 0,3% на градус, и это требует введение дополнительных усилительных цепей, значительно что усложняет конструкцию.

Как показал опыт, для использования в качестве термодатчика лучше всего подходят однопереходные транзисторы типа КТ117 (они применялись в блоках питания телевизоров 2\3УСЦТ и найти их особого труда не составит) если его соединить как показано на картинке

В результате такого включения получим терморезистор сопротивлением 5. .. 10 кОм с КТС примерно 0,7…0,9% на градус С. При этом во всем диапазоне температур шкала прибора будет линейной. Это свойство однопереходного транзистора и позволило использовать его в качестве термодатчика в приборе, схема которого показана на рисунке

 

Основой рассматриваемого электронного термометра служит измерительный мост на резисторах R2- R5 в одно плечо которого включен однопереходный транзистор VT1. В диагональ моста установлен микроамперметр PA1 с нулем посередине. Источником питания может служить двухполупериодный выпрямитель- для этой цели в схему введен параметрический стабилизатор на транзисторе VT2 и стабилитроне VD1. Если прибор будет эксплуатироваться короткое время (включил, посмотрел, выключил) то тогда можно использовать и 9- ти Вольтовую батарею типа “Крона”, в этом случае цепи стабилизации можно из схемы исключить.

Суть прибора заключается в следующем: все резисторы в схеме установлены постоянные, изменяемым является только лишь сопротивление термодатчика роль которого играет транзистор. При изменении температуры окружающей среды ток через термодатчик будет меняться. Причем меняться ток будет как в сторону увеличения при повышении температуры, так и в сторону уменьшения при уменьшении температуры.
Получается что остается только лишь при помощи подбора резисторов измерительного моста и регулировкой подстроечного резистора R1 установить показания стрелки прибора в нулевое положение при 0 градусов С.

При настройке прибора можно воспользоваться следующими рекомендациями- в качестве эталона “нулевой” температуры можно использовать тающий лед из холодильника. Получить температуру в 40… 50 градусов С. также труда не составит- можно просто нагреть духовку до нужной температуры. Таким образом можно установить нулевое положение прибора и максимальное положительное сделав соответствующие отметки на шкале. “Минусовую” отметку можно сделать на таком-же расстоянии как и “плюсовую” потому что шкала измерений будет линейна.

Все детали термометра монтируются на печатной плате из одностороннего фольгированного текстолита, эскиз которой показан на рисунке

Примерный внешний вид устройства показан ни следующем рисунке

Для данного термометра лучше всего подойдет микроамперметр типа М4206 на ток 50 мкА с нулем посередине шкалы. Если вдруг данного прибора в наличие не оказалось, то можно использовать любой другой микроамперметр на указанный ток (желательно с большой измерительной шкалой), но тогда в схему необходимо будет ввести дополнительную кнопку чтобы была возможность контролировать положительные и отрицательные температуры раздельно как показано на рисунке

Ну и под конец: при необходимости прибор можно снабдить несколькими термодатчиками, включив из по следующей схеме

Таким образом мы получим возможность контролировать температуру на нескольких объектах- например дома и на улице.

Иллюстрированный самоучитель по настройке и оптимизации компьютера › Тестирование, мониторинг и диагностика › Мониторинг параметров элементов. Аппаратная реализация мониторинга. [страница – 71] | Самоучители по операционным системам

Мониторинг параметров элементов. Аппаратная реализация мониторинга.

Для корректной работы измерительных схем требуются соответствующие датчики и согласование их входных сопротивлений в зависимости от выходных сопротивлений датчиков. Это позволяет достичь максимального соотношения сигнал/шум.

Вместо терморезистора в качестве датчика температуры может использоваться и транзистор в диодном включении, например, как это показано на рис. 8.15 а. Принцип работы такого датчика основан на зависимости порогового напряжения открывания кремниевого p-n-перехода от температуры. В результате этого эффекта при изменении температуры транзистора-диода напряжение порога меняется практически линейно с отрицательным градиентом 2.3 мВ/С (dV ~ 1/T).

Аналогично варианту с транзистором для контроля температурного режима работы процессора иногда могут быть использованы и такие средства, как, например, термодиод, включенный в состав кристалла процессора Pentium III (рис. 8.15 б).


Рис. 8.15. Схема подключения к микросхеме W83782D полупроводниковых термодатчиков: а – транзистора 2N3904; б – термодиода, встроенного в кристалл процессора Pentium III

Подобным образом подключается и термодиод процессора Pentium 4.

Процессоры AMD Athlon (Thunderbird) и AMD Duron, а также изделия Intel ранних разработок не имеют встроенных в кристалл датчиков температуры. Поэтому температурный режим процессоров этого типа осуществляется с помощью внешних датчиков, устанавливаемых обычно либо рядом с процессорами стандартов Slot А и Slot 1, либо внутри разъемов Socket A (Socket 462) и Socket 370 (рис. 8.16, 8.17) для процессоров конструктива PGA, FC-PGA и т. п. При этом для обеспечения нормальной работы термодатчиков и получения корректных значений температуры процессоров разработчики материнских плат предусматривают тепловой контакт датчиков с корпусами процессоров.


Рис. 8.16. Внешний датчик температуры процессора для конструктива Slot 1


Рис. 8.17. Внешний датчик температуры процессора, установленный внутри Socket A

Аппаратные средства мониторинга (hardware monitoring), реализованные либо с помощью специализированных микросхем, либо встроенные в компоненты чипсета, и дополненные соответствующими датчиками, позволяют, как правило, только измерять заданные параметры.

Как использовать диоды, транзисторы, микросхемы в качестве датчиков температуры

Обычно термисторы используются в качестве датчиков для обнаружения и контроля температуры в электронных схемах. Однако обычные полупроводниковые компоненты, такие как транзисторы и диоды, на самом деле работают лучше, чем термиторы, когда дело доходит до обнаружения изменений температуры.

На самом деле, эта особенность является одним из самых больших недостатков полупроводниковых устройств, рабочие характеристики которых сильно ухудшаются при повышении температуры их корпуса.

Повышение температуры приводит к пропорциональному снижению характеристики прямого напряжения любого полупроводника, и это свойство используется всякий раз, когда полупроводниковая деталь настроена на измерение температуры.

Они также становятся идеальной альтернативой для измерения изменений температуры, а лучшим аспектом полупроводниковых датчиков является то, что реакция на изменения температуры является довольно линейной, что невозможно в термисторах.

Это явление возникает из-за того, что на протекание напряжения и тока через переход pn в биполярном транзисторе или диоде сильно влияет окружающая температура.Мы можем легко доказать это с помощью обычного кремниевого диода, скажем, используя любой из диодов серии 1N400X или просто диод 1N4148.

Использование диода 1N4148 в качестве датчика температуры

Подсоедините щупы омметра к контактам анода и катода диода так, чтобы диод был смещен в прямом направлении. Смысл прикрепить красный щуп измерителя к аноду диода, а черный щуп к катоду.

Чтобы быть более точным, правильным будет соединение, которое демонстрирует минимальное сопротивление в диапазонах x1, x10 или x100 омметра.Проверьте показания счетчика, затем используйте тепло (может быть достаточно тепла от вашего пальца, зажмите диод между пальцами и удерживайте его в течение нескольких секунд), и вы можете обнаружить, что сопротивление медленно меняется на шкале омметра!

Однако, несмотря на то, что диоды обычно могут применяться в качестве датчиков или преобразователей температуры, они, как правило, не являются идеальной альтернативой.

Как правило, стандартный биполярный транзистор или BJT может легко работать как очень эффективный датчик температуры, особенно если он сконфигурирован как диод.Это означает, что когда его коллектор и база соединены вместе, чтобы работать как один конец «диода»; в то время как эмиттер транзистора подобен другому концу.

Напряжение V BE BJT или напряжение база-эмиттер в этой ситуации будет критически зависеть от тока коллектора устройства, а также от температуры окружающей среды или его корпуса. Таким образом, BJT можно использовать для создания невероятно линейных преобразователей температуры, которые могут эффективно работать в диапазоне от -55°C до +125°C.

Транзисторные датчики температуры

Практически все типы транзисторов можно использовать для приблизительного измерения температуры благодаря взаимосвязи транзистора между напряжением база-эмиттер и температурой при условии, что ток, протекающий через его коллектор, является постоянным.

Однако некоторые BJT работают как идеальные датчики температуры по сравнению с другими. По-видимому, транзисторы в корпусе металлического корпуса (TO-5 и, в частности, маленькие типы TO-18) обеспечивают улучшенный отклик по сравнению с другими вариантами, имеющими эпоксидный или пластиковый корпус.

Кроме того, ряд BJT демонстрирует повышенную линейность кривой V BE v I c по сравнению с другими. На рис. 4 показан базовый датчик температуры, использующий биполярные транзисторы NPN.

Использование MAT01 в качестве датчика температуры

В этой конкретной конструкции используется двойной транзистор (пара согласованных кремниевых транзисторов NPN, упакованных в один корпус), подобный MAT01. На эмиттеры подается постоянный ток 1 мА и 2 мА (не забудьте использовать разные токи эмиттера для Q1 и Q2) и выходное напряжение примерно около 59 мкВ/°K.

Дифференциальный операционный усилитель становится необходимым для усиления и повышения выходного напряжения до некоторого значимого значения. Рекомендуется откалибровать диапазон напряжения до 10 мВ/°К, чтобы можно было использовать обычный вольтметр.

Чтобы выполнить это с этим датчиком BJT, дифференциальный операционный усилитель должен иметь коэффициент усиления более 167. Когда выходное напряжение достигает 10 мВ/°K, почти любой 3 1/2 -разрядный DVM может быть взят для проверки эквивалентного температура на транзисторе.

Использование 2N2222 в качестве датчика температуры

Схема точного датчика температуры, показанная на рисунке ниже, работает с обычной конфигурацией инвертирующего повторителя на операционном усилителе вместе с одним стандартным биполярным транзистором типа 2N2222 в металлическом корпусе.

Транзистор используется как щуп датчика температуры, который должен иметь соответствующий корпус, такой как рукоятка щупа старинного вольтметра, небольшой отрезок металлической трубки и т. д.

В случае реализации концепции определения температуры в существующем устройстве, оно может быть полностью установлено внутри устройства и может не требовать отдельного корпуса. Тем не менее, независимо от того, как он расположен, очень важен хороший тепловой контакт с измеряемой температурой.

Для этого приложения используются два опорных напряжения постоянного тока +/-6,2 В. Диод D1 обеспечивает опорное напряжение +6,2 В, а диод D2 обеспечивает опорное напряжение -6,2 В. Питание +6.2 подключено к выводу коллектор/база датчика температуры BJT (Q1). Это означает, что ток эмиттера Q1 будет линейно инкрементальным и чувствительным только к изменениям температуры, поскольку напряжение коллектора для Q1 поддерживается постоянным.

Этот ток усиливается операционным усилителем IC1 до уровня, пропорционального выходному потенциалу 100 мВ/°K. Переменный резистор R1 можно настроить в процессе калибровки, чтобы обеспечить соответствующий уровень масштабирования. Опять же, любой обычный 31/2-разрядный DVM может хорошо работать для считывания температуры, хотя единица измерения будет отображаться в градусах Кельвина.

Если вы хотите изменить единицы измерения на градусы Цельсия, вы должны знать, что шкалы Кельвина и Цельсия идентичны, но смещены на 273 градуса (0°C = 273°K). Чтобы увидеть показания температуры в градусах Цельсия, потребуется перенастройка смещения.

Потенциометр R3 переключает диапазон температур стандартного исполнения от Кельвина до Цельсия путем суммирования противотока от источника питания -6,2 В, используя ток от биполярного транзистора.

Потенциометр настроен так, чтобы генерировать нулевой выходной сигнал усилителя IC1 с температурой образца на транзисторе, установленной точно на 0°C.Начните с настройки пресетов R1 и R3 вокруг центра их индивидуальных циферблатов. Включите питание схемы и подождите от 5 до 10 минут, чтобы схема стабилизировалась при комнатной температуре. Тем временем приготовьте миску с тающим льдом или «ледяную ванну». Температура льда воды равна 0°С; (температура, при которой лед начинает превращаться в воду).

Используйте обычный стеклянный термометр для подтверждения температуры таяния льда 0° C (или 32° F). Как только схема стабилизируется и ледяная баня готова, погрузите транзистор 2N2222 в ванну и подождите около 30 секунд. Когда вы увидите, что выходное напряжение операционного усилителя больше не меняется, точно настройте потенциометр R3, чтобы он показывал на измерителе точно 0,00 вольт.

Оставьте датчик 2N2222 в ванне еще на пару минут, пока вы контролируете температуру ванны по стеклянному термометру, чтобы убедиться, что температура ванны соответствует показаниям счетчика цепи. Как только вы обнаружите, что выходное напряжение достаточно постоянно (небольшие отклонения допустимы), выньте транзистор 2N2222 и стеклянный термометр и верните их в комнатную температуру.

Как только два блока стабилизируются до комнатной температуры (это можно проверить по показаниям стеклянного ртутного термометра и дополнительным постоянным показаниям выходного измерителя цепи), могут быть выполнены заключительные этапы процедуры калибровки. завершенный. Измените потенциометр R3 таким образом, чтобы показания измерителя, подключенного к выходу операционного усилителя, совпадали с показаниями ртутного стеклянного термометра (цифры справа от десятичной точки на измерителе можно игнорировать).

После этого выходной сигнал 0 В операционного усилителя будет соответствовать 0°C, выходной сигнал 3 В пост. тока будет соответствовать 30°C и так далее. Это происходит, очевидно, из-за учета масштабирования 100 мВ/°C. Альтернативой калибровке может быть использование бани с теплой водой. Создайте ванну с теплой водой, соединив горячую и холодную воду, и выполните описанные выше процедуры для калибровки контура при комнатной температуре.

Совместное использование транзистора и диода

В этой конструкции индикатора температуры используются совместно транзистор и диод во взаимодополняющем режиме.

Диод выдерживают при температуре окружающей среды, а результирующее падение напряжения на нем используется в качестве опорного уровня. Обнаружение температуры выполняется транзистором, расположенным рядом с источником тепла, который необходимо обнаружить.

Таким образом, транзистор T1 действует как датчик фактической температуры по отношению к температуре окружающей среды, определяемой диодом. Это реализуется путем сравнения напряжения база/эмиттер биполярного транзистора с опорным уровнем от соединения D1 и R1 через заданный P1.

Транзистор будет оставаться выключенным до тех пор, пока температура вокруг него остается ниже определенного уровня, который может быть соответствующим образом установлен параметром P1.

Напряжение базового эмиттера T1 начинает падать примерно на 2 мВ в ответ на повышение температуры вокруг биполярного транзистора на каждый градус Цельсия.

Когда напряжение базы-эмиттера транзистора становится ниже уровня напряжения на движке P1, транзистор начинает проводить, о чем свидетельствует постепенно увеличивающееся свечение светодиода D2.

Значения резисторов R1 и R2 зависят от напряжения питания, Ub, и могут быть определены с помощью следующих простых уравнений: кОм)

R 2 = (U b – 1,5) / 15 (результат будет в килоомах)

эталонный диод размещается на открытом воздухе при комнатной температуре и, конечно же, никогда рядом с T1 или источником тепла, который контролируется T1.

Следует иметь в виду, что, несмотря ни на что, абсолютная максимальная температура, воздействующая на транзистор T1, не должна превышать 125°C, если вы хотите поддерживать T1 в надлежащем рабочем состоянии.

Использование микросхемы AD590 в качестве датчика температуры

Существуют различные прецизионные интегральные схемы или микросхемы, специально разработанные для использования в качестве датчиков температуры, такие как AD590, LM35 и т. д. в корпусе ТО-18, а также с уникальным 2-контактным плоским корпусом.Устройство работает как чувствительный к температуре источник тока и масштабируется для считывания температуры с точностью примерно 1 мкА/°K.

Когда ток проходит через микросхему AD590 через последовательный резистор 1k, вызывает изменение напряжения на резисторе на 1 мВ/°K (согласно закону Ома) в ответ на соответствующее изменение температуры устройства AD590.

Температурный датчик AD590 можно использовать по-разному. Ниже показан один из основных методов, заключающийся в подключении последовательного резистора сопротивлением около 100 Ом. Эта схема известна как 1-температурная или 1-точечная схема. Горшок R2 можно настроить таким образом, чтобы выходное напряжение точно соответствовало стандартному ртутному термометру при определенной температуре.

Незначительная нелинейная характеристика устройства, характерная для всех полупроводниковых устройств, может привести к незначительной ошибке в диапазонах, далеких от калиброванной шкалы.

Другой метод заключается в подключении AD590 непосредственно между регулируемым источником опорного напряжения +5 В и инвертирующим входом операционного усилителя.

Диапазон датчика можно настроить с помощью резистора обратной связи (RF) по формуле:

В o = (I мкА/°K) (R F ) (T).

Мы могли бы также использовать AD590 со схемой двойной подстройки, используя операционный усилитель, как описано выше.

Ток смещения суммируется с током ИС на инвертирующем входе ОУ. Можно подключить пару потенциометров, один для управления смещением, а другой для регулировки усиления, чтобы можно было настроить схему с использованием двух разных температур и, таким образом, свести к минимуму ошибку.

Использование LM35

LM35 — еще один универсальный и точный датчик температуры, предназначенный для получения выходного напряжения, которое может быть прямо пропорционально температуре в градусах Цельсия. Это означает, что при температуре 0 °C выходное напряжение будет равно 0 В.

Выходное напряжение увеличивается на 10 мВ на каждый градус Цельсия. Это означает, что если температура LM35 составляет 19,8 °C, он обеспечит выходное напряжение 0,198 В.

Это, безусловно, значительное преимущество по сравнению с другими датчиками температуры, которые предназначены для генерации выходного сигнала в градусах Кельвина.Для этих датчиков, измеряющих температуру в градусах Цельсия, требуется невероятно стабильное опорное напряжение, которое необходимо вычесть из показаний.

Дополнительным достоинством LM35 является удивительно низкое потребление тока, не превышающее 60 мкА. Это обеспечивает увеличенный срок службы батареи и малое рассеивание мощности ИС, что гарантирует, что ошибки, связанные с внутренним нагревом, будут незначительными и составят около 0,1 °C при напряжении батареи 4 В.

Как подключить

Датчик LM35 можно настроить напрямую аналоговым или цифровым мультиметром, или, как ни странно, на персональный компьютер, который впоследствии мог бы обрабатывать и сохранять полученные данные о температуре.Подходящее программное обеспечение для этой функции можно найти в Интернете. Надежность LM35/LM35C обычно составляет 0,4 °C при 25 °C. Чтобы внутреннее рассеяние оставалось небольшим, нагрузка должна быть не ниже 5 кОм.

Если между датчиком и измерителем используется удлиненный экранированный кабель, между выходом LM35 и землей необходимо подключить RC-цепочку (последовательный резистор 10 Ом с 1 мкФ) для защиты от любых наведенных колебаний.

Руководство по выбору удаленного термодатчика

ВВЕДЕНИЕ

Этот курс предназначен для проектировщиков систем, использующих термодатчики с дистанционными диодами; в частности, удаленные диоды, которые представляют собой дискретные транзисторы с биполярным переходом (BJT).

Информация, представленная здесь, систематизирует важные критерии для выбора диода дистанционного зондирования для использования с высокоточными и недорогими дистанционными термодатчиками диода Microchip.

Microchip производит датчики температуры, специально предназначенные для работы с термодиодами ЦП. Таким образом, эти обсуждения касаются выбора подходящего BJT, а также предоставления списка приемлемых BJT, некоторые из которых упоминаются.

На протяжении всего обучения фраза «выносной транзистор с диодным соединением» относится к дискретному биполярному транзистору с диодным соединением (переход база-коллектор закорочен).Это обучение предполагает, что читатель имеет практические знания в области измерения температуры с использованием транзисторов с диодным включением.

ОБЗОР

Это практичный подход к выбору удаленного транзистора с диодным включением для использования с термодатчиком, как показано на рисунке ниже.

Обсуждения полупроводниковых параметров транзистора, влияющих на точность измерения температуры, включены сюда как необходимая характеристика диода для дистанционного измерения температуры.

Здесь представлена ​​краткая таблица сертифицированных дискретных транзисторов 2N3904 с отрицательным положительным и отрицательным отрицательным выходом (NPN). В нем перечислены устройства других производителей, которые прошли испытания и соответствуют установленным стандартам точности.

ПАРАМЕТРЫ ДИОДА

Эти три полупроводниковых параметра являются основными факторами при рассмотрении транзисторов с диодным включением в приложениях для измерения температуры.

  • Фактор идеальности (η)
  • Коэффициент усиления прямого тока (бета или hFE)
  • Серия
  • Сопротивление (RS)

Коэффициент идеальности (η)

Фактор идеальности является параметром соотношения тока и напряжения диода.Он приближается к значению 1,0, когда диффузия носителей доминирует над потоком тока, и приближается к 2,0, когда ток рекомбинации доминирует над потоком тока. Этот термин является постоянным для любого конкретного устройства, хотя он может различаться для разных устройств.

Датчики температуры

калибруются во время заключительного испытания, чтобы обеспечить точные показания с диодом, который имеет типичный коэффициент идеальности. Для целей настоящего документа типичное значение коэффициента идеальности выражается как ηПРЕДПОЛАГАЕТСЯ, а значение коэффициента идеальности пользовательского транзистора, подключенного через диод, выражается как ηРЕАЛЬНОЕ.

Температура, отображаемая датчиком температуры, будет включать ошибку реальной температуры, как определено уравнением в уравнении 1. Чтобы использовать это уравнение, значения температуры должны быть преобразованы в шкалу Кельвина. Результат будет неправильным, если значения, используемые для отражения, находятся в шкале Цельсия или Фаренгейта.

Как правило, предпочтительным выносным диодом является транзистор 2N3904. Были оценены несколько образцов каждого из транзисторов, перечисленных в таблице 1, и был определен их коэффициент идеальности, равный ~1.004. Обычно коэффициент идеальности не указывается в техническом описании транзистора. Хотя можно использовать транзисторные устройства (кроме упомянутых здесь), для уверенности в точной работе их следует аттестовать перед использованием.

Квалификация этих устройств выполняется путем получения данных о параметрах, описанных в этом обучении, от производителя устройства. Для измерения параметров требуется прецизионное тепловое оборудование. Обратитесь к инженеру по полевым приложениям Microchip для получения дополнительной поддержки.

ТАБЛИЦА 1: ТИПИЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ФАКТОРА ИДЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ 2N3904 ТРАНЗИСТОРОВ

С ДИСКОВОЙ СОЕДИНЕННОСТЬЮ
Производитель Типичный фактор идеальности
РОМ Полупроводник 1.0038
Диоды ® Incorporated 1.0044
NXP ® 1.0049
STMicroelectronics 1.0045
ОН Полупроводник ® 1.0046
Chenmko CO., LTD. 1.0040
Infineon ® Technologies AG 1.0044
Fairchild Semiconductor ® 1. 0046
Национальный полупроводник 1.0037

В уравнении 1 значение коэффициента идеальности, на которое откалиброван датчик температуры, равно ηASSUMED, а фактическое значение коэффициента идеальности транзистора с диодным включением равно ηREAL.В этом уравнении погрешность измерения температуры не является постоянным смещением, а увеличивается по мере увеличения температуры удаленного транзистора, подключенного к диоду.

На приведенном ниже рисунке показана ошибка измерения температуры, вызванная исключительно разницей между ηПРЕДПОЛОЖЕННАЯ и ηРЕАЛЬНАЯ. На этом рисунке ηASSUMED равно 1,004, что является типичным значением коэффициента идеальности для транзистора 2N3904 NPN с диодным включением. Датчики температуры обычно калибруются в диапазоне 2N3904 (1,004), потому что это также очень похоже на коэффициент идеальности большинства транзисторов с диодной подложкой, используемых в ЦП и ГП.

На приведенном выше рисунке также показано, почему настоящие двухвыводные дискретные диоды не используются в приложениях для измерения температуры вместо трехвыводных устройств, таких как 2N3904. Как правило, дискретный диод с двумя выводами будет одинаково хорошо работать как термодиод в приложениях для измерения температуры. Однако лабораторные исследования показали, что дискретные двухвыводные диоды обычно имеют коэффициент идеальности намного выше (1,2–1,5), чем ηASSUMED, равное 1,004. Это несоответствие между ηПРЕДПОЛАГАЕМОЕ и ηРЕАЛЬНОЕ приведет к неприемлемым ошибкам измерения температуры при всех температурах.

Усиление прямого тока (бета или hFE)

Типичный датчик температуры подает два фиксированных тока (IF1 и IF2) на термодиод для измерения температуры, как показано на рисунке ниже.

Датчик температуры измеряет напряжение VBE, которое формируется на основе тока коллектора, а не тока эмиттера.

Коэффициент усиления по прямому току (бета) транзистора не является постоянным в общих условиях эксплуатации. Он меняется в зависимости от температуры и в зависимости от I C .Изменение бета в зависимости от температуры не приводит к ошибке измерения температуры. Однако, если транзистор имеет большое изменение бета в зависимости от I C , показания температуры могут быть неточными из-за ошибки, вызванной бета-излучением.

Если значение бета относительно постоянно в диапазоне принудительных токов эмиттера, то отношение I C2 :I C1 остается равным отношению двух принудительных токов эмиттера и не вызывает ошибки. Это становится проблемой только тогда, когда бета-вариация вызывает несоответствие между соотношением I C2 :I C1 и соотношением I E2 :I E1 .

Уравнение 3 показывает ошибку, вызванную непостоянным значением бета для двух токов. β F1 представляет бета транзистора при текущем значении I F1 , а β F2 представляет бета при текущем значении I F2 . N представляет собой фиксированное отношение двух принудительных (I E1 и I E2 ) токов. Если бета постоянна в диапазоне двух токов (β F1 = β F2 ), то ошибка измерения температуры не возникает из-за вариации бета.

На рисунке ниже представлен график допустимого бета-вариации в диапазоне тока датчика (10–400 мкА), при котором сохраняется точность не менее одного градуса при 70°C. Бета транзистора должна находиться между двумя линиями на графике, за крайними значениями текущего диапазона датчика температуры, чтобы поддерживать точность 1°C для выбранного транзистора с диодным соединением. Ось абсцисс представляет бета транзистора, соединенного с диодом, при I F1 , а ось Y — для бета при I F2 .Он варьируется в зависимости от диапазона тока датчика.

На рисунке ниже показаны типичные значения коэффициента бета транзистора для ограниченной выборки этих устройств. Эти устройства были охарактеризованы в лабораториях Microchip. Эти данные не следует использовать в качестве гарантированного значения для конкретного транзистора, а только как типичное представление для ограниченного количества, протестированного Microchip.

На основании приведенных выше рисунков и таблицы 2 можно сделать вывод, что для набора транзисторов 2N3904, протестированных Microchip, коэффициент бета был постоянно высоким и ровным. Измеренное значение бета легко находится внутри двух линий на приведенном выше рисунке во всем диапазоне тока датчика температуры.

В Таблице 2 приводится количественная оценка погрешности, вызванной бета-изменением при использовании протестированных 2N3904. Как показали протестированные устройства, бета-вариация очень мало влияет на точность измерения температуры.

ТАБЛИЦА 2: ТЕМПЕРАТУРНАЯ ОШИБКА ИЗ-ЗА БЕТА-ИЗМЕНЕНИЯ 2N3904 ПРИ 70 °C

Производитель Ошибка температуры (°C)
РОМ Полупроводник +0.07
Диоды Инкорпорейтед +0,00
NXP +0,04
STMicroelectronics +0,03
ОН Полупроводник +0,01
Chenmko CO., LTD. +0,15
Инфинеон Текнолоджиз АГ +0,03
Фэирчайлд Полупроводник +0,00
Национальный полупроводник +0. 00

Серийное сопротивление (RS)

Сопротивление серии

(RS) — еще один параметр, влияющий на точность измерения температуры. Это заставляет датчик температуры сообщать о температуре выше фактической температуры термодиода. Соотношение между смещением температуры и RS отображается в следующем уравнении.

Ошибка температуры, вызванная RS, представляет собой постоянное смещение для всех температур. При использовании типичного датчика температуры Microchip величины I F2 и I F1 индуцируют примерно +0.Ошибка 67°C на Ом последовательного сопротивления. Для различных устройств 2N3904, характеризуемых Microchip, сопротивление RS оказалось менее 1 Ом. Это не включает RS из-за следов на печатной плате, соединяющих датчик и удаленный диод; это представляет собой только RS, обнаруженный в охарактеризованных устройствах 2N3904.

В таблице 3 приведены некоторые типичные значения RS, найденные для выборки различных устройств 2N3904. Было обнаружено, что это значение RS для набора испытанных 2N3904 имеет положительный температурный коэффициент и, как правило, увеличивается примерно на 5% при повышении на +10°C.

  • Таблицу 3 не следует использовать в качестве руководства для компенсации температуры, сообщаемой датчиком температуры Microchip. Датчики температуры микрочипов обычно калибруются с использованием транзистора 2N3904 с диодным включением, который уже компенсирует эту погрешность RS.
  • Таблица 3 представлена ​​в качестве справочной информации, помогающей разработчикам тепловых систем понять возможные последствия неидеальности при измерении температуры.

ТАБЛИЦА 3: ТИПИЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ 2N3904 ТРАНЗИСТОРОВ С ДИОДОМ

Серия
Производитель Сопротивление (RS) при 70°C
РОМ Полупроводник 0.68
Диоды Инкорпорейтед 0,65
NXP 0,72
STMicroelectronics 0,58
ОН Полупроводник 0,90
Chenmko CO. , LTD. 0,73
Инфинеон Текнолоджиз АГ 0,57
Фэирчайлд Полупроводник 0,60
Национальный полупроводник 0.51

СПИСОК ПРОВЕРЕННЫХ ДИОДОВ

В этой таблице приведен ограниченный набор NPN-транзисторов 2N3904, которые были охарактеризованы как соответствующие спецификациям для получения измерений с точностью до 1°C.

ТАБЛИЦА 4: ИСПЫТАННЫЕ ДИОДЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Производитель Номер модели
РОМ Полупроводник УМТ3904
Диоды Инкорпорейтед ММБТ3904-7
NXP ММБТ3904
STMicroelectronics ММБТ3904
ОН Полупроводник ММБТ3904LT1
Ченмко CO., ООО ММБТ3904
Инфинеон Текнолоджиз АГ СМБТ3904E6327
Фэирчайлд Полупроводник ММБТ3904ФСКТ
Национальный полупроводник ММБТ3904Н623

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение, несмотря на различия между версиями 2N3904 BJT различных производителей, результаты при их использовании с датчиками температуры Microchip были очень стабильными. Для всех испытанных типичных устройств 2N3904 температура никогда не отличалась от истинной температуры более чем на ±0,2°C. Устройства 2N3904, перечисленные в таблице 4 (или любой биполярный транзистор/диод с эквивалентными параметрами), дают точные результаты измерения температуры при использовании с датчиками температуры Microchip. Microchip поставляет семейство датчиков температуры для многих приложений. Доступны несколько специальных функций, таких как коррекция погрешности сопротивления и конфигурация идеальности. Кроме того, некоторые устройства предназначены для работы именно с термодиодами ЦП.Для получения дополнительной информации обратитесь к представителю Microchip или посетите веб-сайт Microchip.

Простой индикатор температуры с использованием транзистора BC547

В посте объясняется схема простого индикатора температуры с использованием одного транзистора BC547 и комплементарного диода 1N4148.

Индикация температуры радиатора на силовом транзисторе в цепях большой мощности может быть чрезвычайно полезной. Для этой цели идеально подойдет простой недорогой индикатор температуры, поскольку точность не является важным фактором.В конструкции индикатора температуры здесь в качестве опорного уровня используется падение напряжения на диоде, поддерживаемом при температуре окружающей среды. Определение температуры осуществляется транзистором, установленным на радиаторе и/или рядом с рассматриваемым силовым транзистором. На принципиальной схеме детектором температуры является транзистор Т1, напряжение на его базе-эмиттере сравнивается с опорным уровнем на стыке D1 и R1 через предустановку P1. Транзистор будет оставаться выключенным до тех пор, пока его температура остается ниже определенного уровня, уровня, который эффективно устанавливается P1.Напряжение базы-эмиттера транзистора упадет примерно на 2 мВ при повышении температуры примерно на 1 градус Цельсия. Когда напряжение базы-эмиттера транзистора падает ниже уровня напряжения на скользящем элементе P1, транзистор проводит ток и зажигает светодиод D2. Это будет происходить постепенно и, таким образом, обеспечивать индикацию в довольно широком диапазоне. Значения R1 и R2, конечно же, зависят от напряжения питания Ub и могут быть рассчитаны следующим образом: R1 = (Ub – 0,6)/5 кОм R2 = (Ub – 1.5)/15 кОм Для оптимальной работы схемы важно, чтобы эталонный диод находился на воздухе при комнатной температуре, а не над радиатором! Транзистор должен быть установлен на (или даже в, если допустимо сверление радиатора) радиатора как можно ближе к рассеивающему тепло элементу, насколько это практически возможно. Однако следует помнить, что максимальная ожидаемая температура не должна превышать 125°C, если вы цените свой транзистор.

Ток, потребляемый простой схемой индикатора температуры, будет немного больше тока светодиода, около 20 мА, и то только тогда, когда все начнет готовиться

Произошла ошибка настройки вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы ​​установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Точность температуры транзистора при использовании в качестве датчика

Я тестировал датчик LM35 и обычный транзистор npn.
Отличие в нормальных условиях заключается в том, что pnp-транзистор показывает примерно на ~3-4oC градусов больше, чем LM35.
Когда я нагреваю их тепловым источником, я вижу, что общий транзистор показывает больший прирост температуры, чем LM35. Эта разница может достигать ~10oC.

Так что, хотя разница в 3 градуса Цельсия не так уж и велика, вопрос в том, как поведет себя обычный транзистор, когда он находится рядом с источником тепла (например, активным блоком, выделяющим тепло при работе).
Я думаю, это нужно проверить в реальных условиях, чтобы увидеть фактическое поведение.


Привет,

Я чувствую, что в приведенных выше экспериментах вы увидели то, чего и следовало ожидать. Из того, что я читал, встроенные датчики температуры по-прежнему не являются идеальным методом, поскольку даже в отдельных корпусах есть горячие точки, более холодные части и т. Д., И в этом отношении печатная плата будет более заметной.

LM35 очень точен, однако в техническом описании есть раздел, предлагающий советы по компоновке, так как он также определяет темп.через контакты, и если он термоусадочный, вы можете заставить его подняться на несколько градусов, удерживая его за контакты, а не только за пластиковый корпус ИС.

Отчасти связано с тем, что некоторое время назад играли с дискретными запрещенными зонами, либо BJT, либо Brokaw op amp one – не стоило тратить время на серьезное приложение: один BJT имел достаточно другую температуру. до одного на полсантиметра – рядом нет устройств, создающих тепло . .. и дуть в цепь забавно видеть, насколько безнадежны такие вещи, намеренное добавление источника тепла вызывает истерику.Все это говорит о том, что заливка может предложить некоторое решение этой проблемы.

Опять же, я не верю, что LM35 можно подключить к AMC6821, эти контакты для темп. Сенсорное устройство является источником тока, LM35 использует только напряжение питания и выдает напряжение, а не ток, поэтому потребуется биполярный транзистор.

Я думаю, и я могу ошибаться, что лучший подход — решить, какую температуру вы хотите контролировать, и разместить BJT как можно ближе к этому месту на печатной плате, если это физически возможно, при условии, что вы не измеряете температуру окружающего воздуха. .

Светодиодный индикатор датчика температуры с использованием транзистора 2n4401

В этом уроке мы делаем простой и полезный проект схемы светодиодного измерителя датчика температуры. Эта схема определяет высокие и низкие уровни температуры и дает визуальную индикацию с помощью светодиодов. Мы использовали четыре светодиода для разных уровней, т. е. низкого, среднего, высокого и очень высокого температурного уровня. Вы также можете записать число градусов Цельсия или Фаренгейта для каждого светодиода, измерив уровень светодиода с помощью термометра.

В этой схеме используются два транзистора, которые действуют как переключатель для этой схемы. Другими компонентами являются термистор, диоды, резисторы, переменный резистор и входной источник постоянного тока.

Аппаратные компоненты

666 2
S.no Компонент 5 Количество
1 Doc DC 9V 1 2 2 Thermistor 10Kω 1
3 3 транзистор 2N4401 2
резистор 4 резистор 1Kω, 680Ω, 20KRω 3, 2, 1
5 Zener Diode 3. 3V 2
9 Diode 1N4148 4
7 LED 4

Принципиальная схема

Рабочее объяснение

Рабочее напряжение этой схемы 9 вольт. Первоначально цепь остается разомкнутой, но когда термистор измеряет температуру, его сопротивление уменьшается, и он пропускает напряжение через цепь. Вы можете отрегулировать переменный резистор 20K, чтобы согласовать схему с желаемым уровнем температуры.Транзисторы в этой схеме действуют как переключатель, поэтому, когда термистор измеряет температуру, он активирует транзистор, который затем позволяет светодиодам светиться. При низком уровне загорится светодиод 1. Когда температура достигнет среднего уровня, загорится светодиод 2, аналогично при высокой температуре загорится светодиод 3, и, наконец, когда температура станет очень высокой, загорится светодиод 4. Вы также можете использовать 3-вольтовый пьезоизлучатель вместо светодиода 4 для звуковой индикации при очень высокой температуре.

Для получения точных результатов убедитесь, что вы используете светодиоды одной марки и цвета, потому что между светодиодами разных производителей есть разница, поэтому они не будут обеспечивать одинаковую яркость при одном и том же токе, что может повлиять на результаты.

Приложения и использование

  • Цепи теплового датчика
  • Пожарная сигнализация
  • Индикатор перегрева для различных электронных устройств

Термопара AD597AHZ Датчик температуры Усилитель Транзисторная ИС Analog Devices®

Стоимость доставки почтой первого класса:

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Тарифы на доставку первого класса в США
$00.01
25,00 $
5,85 $
25,01 $
35,00 $
6,85 $
35,01 $
45,00 $
8,85 $
45,01 $
55,00 $
9,85 $
55,01 $
75,01 $
11,85 $
75 долларов. 01
100,00 $
12,85 $
100,01 $
200,00 $
14,85 $
200,01 $
300,00 $
15,85 $
300,01 $
500,00 $
17,85 $
500,01 $
+
18 долларов.85

Стоимость доставки приоритетной почтой:

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Тарифы на доставку Priority Mail в США
$00,01
25,00 $
10,50 $
25,01 $
35,00 $
11,50 $
35,01 $
45 долларов. 00
12,50 $
45,01 $
55,00 $
13,50 $
55,01 $
75,01 $
14,50 $
75,01 $
100,00 $
16,50 $
100,01 $
200,00 $
18,50 $
200 долларов.01
300,00 $
21,50 $
300,01 $
500,00 $
24,50 $
500,01 $
+
25,50 $

Канада, первый класс, международный (исключения см. на странице доставки)

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Канада Первый класс Международный
$00.01
45,00 $
15,95 $
45,01 $
90,00 $
29,95 $
90,01 $
150,00 $
49,95 $
150,01 $
300,00 $
59,95 $
300,01 $
700,00 $
79 долларов. 95
700,01 $
2000,00 $
99,95 $

Приоритетная почта Канады (исключения см. на странице доставки)

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Приоритетная почта Канады
$00,01
45,00 $
29,95 $
45 долларов.01
90,00 $
39,95 $
90,01 $
150,00 $
59,95 $
150,01 $
300,00 $
79,95 $
300,01 $
700,00 $
99,95 $
700,01 $
2000,00 $
109 долларов. 95

Международный — за пределами США/Канады (исключения см. на странице доставки)

Сумма заказа Минимум
Сумма заказа Максимум
Международный — за пределами США / CA
100,00 $
150,00 $
79,95 $
150,01 $
300,00 $
99 долларов.95
300,01 $
500,00 $
139,95 $
500,01 $
1000,00 $
169,95 $
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.