Integreeritud temperatuuriandurid (IC Temperature Sensors) – eelised ja rakendused
Võib-olla on kõige kaasaegsem viis temperatuuri mõõtmiseks elektroonikas IC temperatuuriandurite kasutamine. Selliseid andureid saab ehitada otse mikrolülitustesse ning pooljuhtühendile iseloomuliku I — V sõltuvuse tõttu selle temperatuurist pakuvad need täna arendajatele laialdasi võimalusi täpsete mõõteseadmete loomiseks. Suund areneb üsna kiiresti, sellel on oma omadused, mida käsitletakse käesolevas artiklis hiljem.
Dioodiga integreeritud andurid pakuvad eeliseid termopaarid ja plaatinatakistustermomeetrid, kuigi need võivad töötada suhteliselt madalatel temperatuuridel - mitte üle 150 ° C. Andurid on väga kompaktsed, mistõttu on need mugavalt sisse ehitatud ja nende valmistamine on samuti odav.
Sellised andurid sobivad ideaalselt integreerimiseks regulaatoritesse, võimenditesse, mikrokontrolleritesse ja muudesse elektroonikaseadmetesse, kus on vajalik täpne veebipõhine temperatuuri jälgimine.Dioodandurid on väga tundlikud ja täpsed – see on nende peamine eelis elektroonika jaoks.
Üha rohkem on piirkondi, kuhu integreeritud andurid ära mahuvad. Alustades mõõtemoodulite temperatuuri mõõtmissüsteemidest, lõpetades protsessorite temperatuuri mõõtmisega ja rakendamisega paljude juhitavate parameetritega juhtimissüsteemides: temperatuur, rõhk jne.
Äärmiselt kasulik on integreeritud dioodandurid integreerida tuleohutuse eesmärgil temperatuuri kaugseiresüsteemidesse, nii et häire käivitub rangelt, kui temperatuur ületab etteantud läve.
Esimesed integreeritud andurid on juba näidanud paremust termistorid, kuna termistoride puhul pole takistuse sõltuvus temperatuurist kaugeltki lineaarne ja dioodandurite puhul osutub väljundkarakteristikuks kohe lineaarne.
Integreeritud andurid liigitatakse analoog- ja digitaalseteks ning võivad anda temperatuuriga proportsionaalseid voolu- või pingesignaale. Analoogandurid ei kaota populaarsust, sest nende tööpinge vahemik on üsna suur — 4–30 volti, samas kui signaaliülekandeliinidel puudub tundlikkus pingelanguse suhtes. Kuigi enamik instrumente nõuab tänapäeval sisendandmete jaoks digitaalset vormingut, saab analoogsignaali ADC abil hõlpsasti digitaalseks teisendada.
Paljudes seire- ja mõõtmisülesannetes rakendatavates lahendustes on dioodanduritel ADC sees, sest tootmistehnoloogia seda võimaldab — andur osutub kuluefektiivseks.Digitaalse integreeritud termomeetri väljundsignaal saadakse nüüd formaadis 1 või 0, mida on mugav välisele mikrokontrollerile üle kanda.
Integreeritud temperatuuriandurites on võimalikud ka lisafunktsioonid: pingemuutuste jälgimine, kauge objekti temperatuuri mõõtmine, vooluhulga mõõtmine, seatud temperatuuri ületamise signaalimine.
Integreeritud digitaalsed temperatuuriandurid, nagu DS18S20, on kogu maailmas 1-juhtmelise tehnoloogia jaoks juba pikka aega populaarsust kogunud, kuigi algselt tunti neid kui andureid DS1820, mille tootmine on lõpetatud. Nendel anduritel on müra isolatsioon ja kõrge metroloogiline jõudlus, mis on maanteede korraldamisel väga oluline.
Rohkem kui 15 aastat on DS1820 andureid kasutatud mitmepunktiliste temperatuurijuhtimissüsteemide ehitamisel vahemikus -55 ° C kuni + 125 ° C, need võimaldavad temperatuuri reaalajas jälgida ja annavad kiiresti märku, et temperatuur ületab sättepunkti. See on võimalik tänu kiibile sisseehitatud püsimälule.
DS18B20 andurid on arenenumad — need võimaldavad programmeerida tulemuse bitilaiust 1-Wire kaudu, seadistades nii konversioonimäära. Andurist väljuv digitaalne kood on juba temperatuuri mõõtmise tulemus ja edasisi teisendusi pole vaja teha.
Andur DS1822 on anduri DS18B20 lihtsustatud, kalibreerimata versioon, see on odavam ja võimaldab odavaid mitmepunktilisi temperatuurireguleerimissüsteeme. Saadaval on ka ökonoomne kahe kontaktiga versioon, näiteks DS1822-PAR, mis töötab parasiitide ühejuhtmelises režiimis.
Samuti on olemas ühejuhtmeline termomeeter DS1825, millel on 4 aadressiviiku maksimaalselt 16 kohaliku aadressi jaoks ühejuhtmelisel liinil. See funktsioon võimaldab tehnikul leida kuni 16 mitmepunktilist temperatuuri reguleerivat termomeetrit, mis asuvad 1-juhtmelise võrgu liinil. See ei nõua 64-bitiste üksikute aadresside sobitamistabeleid, see tähendab, et sellise süsteemi jõudlus suureneb.