Temperatursensoren. Teil vier Einige weitere Arten von Temperatursensoren

In den vorherigen Teilen des Artikels Thermistoren und Thermoelemente. In diesem Artikel werden andere Arten von Temperatursensoren beschrieben.

Temperatursensoren von Dioden und Transistoren

In den gleichen Temperaturbereichen wie für Halbleiter-Wärmewiderstände, gewöhnlich Halbleiterdioden oder pn-Übergänge von Transistoren.

Die Verwendung dieser Geräte erklärt sich aus der Tatsache, dass sie einen Temperaturkoeffizienten der Spannung TKN haben. Für alle Halbleiter ist es negativ und ungefähr gleich: -2 mV / ° C. Um dies zu überprüfen, reicht es aus, das einfachste unten beschriebene Experiment durchzuführen.

Wenn Digitalmultimeter Bei der chinesischen Produktion bei Raumtemperatur werden Ring-Siliziumdioden oder Transistorübergänge angezeigt. Anschließend werden die Zahlen etwa 690 bis 700 auf dem Indikator angezeigt. Bei Germanium-Halbleiterbauelementen liegen die Messwerte bei 400 bis 450, Germanium-Bauelemente werden derzeit jedoch sehr selten verwendet. Dies ist nichts weiter als der Spannungsabfall in Millivolt am pn-Übergang in Vorwärtsrichtung.

Wenn zum Zeitpunkt einer solchen Messung die Diode oder der Transistor zumindest leicht aufgewärmt ist Lötkolbendann nehmen die Messwerte ab. Darüber hinaus ist die Änderung der Messwerte der Vorrichtung in einer kleineren Richtung umso deutlicher, je höher der Erwärmungsgrad ist. Am häufigsten werden solche Sensoren in verschiedenen elektronischen Schaltungen verwendet, beispielsweise inKlangverstärker um die Betriebsarten der Schaltung zu stabilisieren.

Spezialisierte Halbleitersensoren

Erwähnenswert ist hier Präziser analoger Temperatursensor LM335AZDies ist eine der Varianten einer einstellbaren Zenerdiode. Es ist angebracht, hier zu erinnern Zenerdiode TL431. Der Sensor wurde während seiner Herstellung im Werk kalibriert, sodass bei der Herstellung des Thermometers oder Thermostats keine schmerzhafte mehrstufige Einstellung erforderlich ist.

Laut technischer Dokumentation hat der LM335AZ einen positiven Temperaturkoeffizienten von 10 mV / ° K. Um die üblichen Grad Celsius in Kelvin umzurechnen, sollten Sie die Formel t ° K = 273 + t ° C verwenden. Gemäß dieser Formel hat der Sensorausgang bei 0 ° C eine Spannung von (273 + 0 ° C) * 10 mV / ° K = 2730 mV und bei einer Temperatur von beispielsweise 50 ° C (273 + 50 ° C) * 10 mV / ° K = 3230 mV.

Mit solch wunderbaren Eigenschaften können Sie mit diesem Sensor erstellen Thermostate, nur Temperaturmesser, sowie Kompensationsschemata für die Temperatur der Vergleichsstelle von Thermoelementen, wie oben diskutiert wird. Alle genannten Schemata sind recht einfach. Sie finden sie in der technischen Dokumentation oder so genannten Datumsblättern (Datenblatt). Datumsschilde sind im Internet ziemlich leicht zu finden, allerdings auf Englisch.

Temperatursensoren für Mikrocontroller

Unter modernen Bedingungen werden immer mehr verschiedene Schemata durchgeführt Mikrocontroller, einschließlich aller Arten von Temperaturmessern. Wenn die gemessene Temperatur 125 ° C nicht überschreitet, ist eine Verwendung durchaus möglich Halbleitersensoren wie DS1620, DS1820, DS1B820 und dergleichen.

Bei der werkseitigen Kalibrierung müssen die Sensoren nicht kalibriert und eingestellt werden, und die gemessenen Daten werden digital an den Mikrocontroller übertragen. Die weitere Verwendung der erhaltenen Temperaturwerte wird von der Steuerungssoftware bestimmt.

Diese Sensoren arbeiten nicht nur direkt mit dem Mikrocontroller zusammen, sondern haben auch Thermostatmodus: Es reicht aus, einen von ihnen in diesen Modus zu programmieren, um den Betrieb des Heizgeräts nach dem Ein / Aus-Prinzip zu steuern, wenn die während der Programmierung angegebenen Temperaturpunkte erreicht sind.Wenn jedoch andere Punkte benötigt werden, ist deren Neuprogrammierung erforderlich, was als Mangel an Sensordaten angesehen werden kann.

In Fällen, in denen der Temperaturmessbereich deutlich über den oben genannten Werten liegt, werden verwendet Thermoelemente.

Alte primitive Temperatursensoren

Trotz des Vorhandenseins einer solchen Anzahl von Temperatursensoren sind immer noch recht primitive Sensoren weit verbreitet. Dies sind in erster Linie Sensoren auf der Basis von Bimetallplatten, die am häufigsten in elektrischen Bügeleisen und elektrischen Kaminen verwendet werden Messgerät Temperatursensoren oder Expansionssensoren. Sie nutzen die Expansion einer Flüssigkeit in einem geschlossenen Volumen.

Eine der Varianten eines solchen Sensors ist beispielsweise mit Heizelementen von Aricton-Haushaltskesseln ausgestattet. Auf einer Basis befinden sich die Heizung selbst, ein rohrförmiger Temperatursensor und ein einstellbarer Kontakt: Sobald die eingestellte Temperatur erreicht war, wurden sie ausgeschaltet. Das Design ist so einfach, dass es nur einen Installationsthread und zwei Terminals für die Verbindung zum Netzwerk enthält.

Etwas komplizierter industrielle Temperaturmesssensoren. Eine Kapillare mit einer Flüssigkeit ist mit einem Manometer mit einer Skala verbunden, deren Ende mit dem zu messenden Medium in Kontakt steht. Die Skala eines solchen Manometers ist in kalibriert Grad CelsiusDer Pfeil ist mit einem Kontaktsystem ausgestattet, mit dem Sie die Grenzen der Temperaturänderung festlegen können. Die Kontakte können natürlich den Betrieb der Heizung oder nur einen Alarm steuern.

Boris Aladyshkin