Integrirani temperaturni senzori (IC temperaturni senzori)—Prednosti i primjene
Možda je najmoderniji način mjerenja temperature u elektronici korištenje IC senzora temperature. Takvi se senzori mogu ugraditi izravno u mikro krugove, a zbog ovisnosti I-V karakteristike poluvodičkog spoja o njegovoj temperaturi, danas pružaju programerima široke mogućnosti za stvaranje točnih mjernih uređaja. Smjer se razvija prilično brzo, ima svoje karakteristike, o kojima će se raspravljati kasnije u ovom članku.
Integralni diodni senzori nude prednosti u odnosu na termoparovi i platinasti termometri otpora, iako mogu raditi na relativno niskim temperaturama - ne više od 150 ° C. Senzori su vrlo kompaktni, zbog čega su prikladno ugrađeni, a također su jeftini za proizvodnju.
Takvi senzori su idealni za integraciju u regulatore, pojačala, mikrokontrolere i druge elektroničke uređaje gdje je potrebno točno online praćenje temperature.Diodni senzori su vrlo osjetljivi i precizni — to je njihova glavna prednost za elektroniku.
Sve je više područja u koja će integrirani senzori odgovarati. Počevši od sustava mjerenja temperature mjernih modula, pa sve do mjerenja temperature procesora i primjene u sustavima upravljanja s mnogo kontroliranih parametara: temperatura, tlak itd.
Iznimno je korisno integrirati integrirane diodne senzore u sustave daljinskog nadzora temperature u svrhe zaštite od požara tako da se alarm aktivira striktno kada temperatura prijeđe unaprijed određeni prag.
Prvi integralni senzori već su pokazali superiornost nad termistori, budući da je za termistore ovisnost otpora o temperaturi daleko od linearne, a za diodne senzore izlazna karakteristika odmah se pokazuje linearnom.
Integralni senzori se klasificiraju kao analogni i digitalni i mogu dati signale struje ili napona proporcionalne temperaturi. Analogni senzori ne gube popularnost, jer je njihov raspon radnog napona prilično velik - od 4 do 30 volti, dok nema osjetljivosti na pad napona na vodovima za prijenos signala. Iako većina današnjih instrumenata zahtijeva digitalni format za ulazne podatke, analogni signal može se lako pretvoriti u digitalni pomoću ADC-a.
U mnogim rješenjima koja se primjenjuju na zadatke praćenja i mjerenja, diodni senzori imaju unutar sebe ADC jer proizvodna tehnologija to dopušta — senzor se pokazao isplativim.Izlazni signal digitalnog integralnog termometra sada se dobiva u formatu 1 ili 0, što je zgodno za prijenos na vanjski mikrokontroler.
U integriranim temperaturnim senzorima moguće su i dodatne funkcije: praćenje promjena napona, mjerenje temperature udaljenog objekta, mjerenje protoka, signaliziranje prekoračenja zadane temperature.
Integrirani digitalni senzori temperature kao što je DS18S20 odavno su stekli popularnost za 1-Wire tehnologiju u cijelom svijetu, iako su izvorno bili poznati kao ukinuti senzori DS1820. Ovi senzori imaju izolaciju buke i visoke mjeriteljske performanse, što je vrlo važno pri organizaciji autocesta.
Već više od 15 godina DS1820 senzori se koriste u izgradnji višetočkovnih sustava kontrole temperature u rasponu od -55°C do +125°C, omogućuju praćenje temperature u stvarnom vremenu i brzo signaliziraju činjenicu da temperatura prelazi zadanu točku. To je moguće zahvaljujući trajnoj memoriji ugrađenoj u čip.
Senzori DS18B20 su napredniji — omogućuju programiranje širine bita rezultata putem 1-Wire veze, čime se postavlja stopa pretvorbe. Digitalni kod koji izlazi iz senzora već je rezultat mjerenja temperature i nije potrebno vršiti daljnje pretvorbe.
Senzor DS1822 je pojednostavljena, nekalibrirana verzija senzora DS18B20, jeftiniji je i omogućuje jeftine sustave kontrole temperature u više točaka. Postoji i ekonomična verzija s dva pina, kao što je DS1822-PAR, koja se napaja u parazitskom jednožilnom načinu rada.
Tu je i DS1825 termometar s jednom žicom, koji ima 4 pina za adresu za najviše 16 lokalnih adresa na liniji s jednom žicom. Ova značajka omogućuje tehničaru da pronađe do 16 termometara za kontrolu temperature s više točaka koji se nalaze na liniji u 1-Wire mreži. To ne zahtijeva podudarne tablice 64-bitnih pojedinačnih adresa, odnosno performanse takvog sustava će se povećati.