Sensores de temperatura integrados (sensores de temperatura IC) - vantagens e aplicações
Talvez a forma mais moderna de medir temperatura em eletrônica seja o uso de sensores de temperatura IC. Esses sensores podem ser construídos diretamente em microcircuitos e, devido à dependência da característica I - V de um composto semicondutor de sua temperatura, hoje eles oferecem aos desenvolvedores amplas oportunidades para criar dispositivos de medição precisos. A direção está se desenvolvendo rapidamente, tem características próprias, que serão discutidas mais adiante neste artigo.
Os sensores integrais de diodo oferecem vantagens sobre termopares e termômetros de resistência de platina, embora possam funcionar em temperaturas relativamente baixas - não mais que 150 ° C. Os sensores são muito compactos, por isso são convenientemente embutidos e também são baratos de fabricar.
Esses sensores são ideais para integração em reguladores, amplificadores, microcontroladores e outros dispositivos eletrônicos onde é necessário um monitoramento de temperatura on-line preciso.Os sensores de diodo são muito sensíveis e precisos - esta é sua principal vantagem para a eletrônica.
Existem cada vez mais áreas onde os sensores integrados se encaixam. Começando com sistemas de medição de temperatura de módulos de medição, terminando com medição de temperatura de processadores e aplicação em sistemas de controle com muitos parâmetros controlados: temperatura, pressão, etc.
É extremamente útil integrar sensores de diodo integrados em sistemas de monitoramento remoto de temperatura para fins de segurança contra incêndio, para que o alarme seja acionado estritamente quando a temperatura exceder um limite predeterminado.
Os primeiros sensores integrais já mostraram superioridade sobre termistores, já que para termistores a dependência da resistência da temperatura está longe de ser linear, e para sensores de diodo a característica de saída imediatamente se torna linear.
Os sensores integrais são classificados como analógicos e digitais e podem fornecer sinais de corrente ou tensão proporcionais à temperatura. Os sensores analógicos não perdem popularidade, porque sua faixa de tensão operacional é bastante grande - de 4 a 30 volts, enquanto não há sensibilidade a quedas de tensão nas linhas de transmissão de sinal. Embora a maioria dos instrumentos atualmente exija um formato digital para dados de entrada, um sinal analógico pode ser facilmente convertido em digital usando um ADC.
Em muitas soluções aplicadas a tarefas de monitoramento e medição, os sensores de diodo têm um ADC dentro deles porque a tecnologia de fabricação permite - o sensor acaba sendo econômico.O sinal de saída de um termômetro integral digital agora é obtido no formato 1 ou 0, o que é conveniente para transferência para um microcontrolador externo.
Funções adicionais também são possíveis em sensores de temperatura integrados: monitoramento de mudanças de tensão, medição da temperatura de um objeto remoto, medição da vazão, sinalização de que a temperatura definida foi excedida.
Sensores de temperatura digitais integrados, como o DS18S20, há muito ganharam popularidade pela tecnologia 1-Wire em todo o mundo, embora fossem originalmente conhecidos como sensores descontinuados DS1820. Esses sensores apresentam isolamento de ruído e alto desempenho metrológico, o que é muito importante na organização de rodovias.
Há mais de 15 anos, os sensores DS1820 são utilizados na construção de sistemas de controle de temperatura multiponto na faixa de -55 ° C a + 125 ° C, permitem o monitoramento da temperatura em tempo real e sinalizam rapidamente o fato de que a temperatura excede o ponto de ajuste. Isso é possível graças à memória não volátil embutida no chip.
Os sensores DS18B20 são mais avançados — permitem programar a largura de bits do resultado via 1 -Wire, definindo assim a taxa de conversão. O código digital que sai do sensor já é o resultado da medição da temperatura e não é necessário fazer nenhuma outra conversão.
O sensor DS1822 é uma versão simplificada e não calibrada do sensor DS18B20, é mais barato e permite sistemas de controle de temperatura multiponto de baixo custo. Há também uma versão econômica de dois pinos, como o DS1822-PAR, que é alimentado no modo parasita de fio único.
Há também um termômetro de fio único DS1825, que possui 4 pinos de endereço para um máximo de 16 endereços locais em uma linha de fio único. Este recurso permite que o técnico encontre até 16 termômetros de controle de temperatura multiponto localizados em uma linha na rede 1-Wire. Isso não requer tabelas correspondentes de endereços individuais de 64 bits, ou seja, o desempenho desse sistema aumentará.