Как работают термодатчики на основе транзисторов. Какие схемы включения транзисторов используются для измерения температуры. Какие преимущества и недостатки имеют транзисторные датчики температуры по сравнению с другими типами. Как правильно выбрать и откалибровать транзисторный термодатчик.

Принцип работы транзисторных датчиков температуры

Транзисторные датчики температуры основаны на зависимости параметров p-n перехода от температуры. При нагреве полупроводника уменьшается ширина запрещенной зоны, что приводит к изменению тока через переход и падения напряжения на нем. Обычно используется зависимость напряжения база-эмиттер от температуры при постоянном токе коллектора.

Температурный коэффициент напряжения база-эмиттер кремниевых транзисторов составляет примерно -2 мВ/°C. То есть при увеличении температуры на 1°C напряжение U_БЭ уменьшается на 2 мВ. Эта зависимость довольно линейна в широком диапазоне температур.

Схемы включения транзисторов для измерения температуры

Существует несколько основных схем использования транзисторов в качестве датчиков температуры:

• Включение транзистора по схеме с общим эмиттером
• Диодное включение транзистора (закороченные база и коллектор)
• Дифференциальное включение двух транзисторов
• Схемы с операционными усилителями для линеаризации характеристики

Рассмотрим подробнее некоторые из этих схем.

Простейшая схема термодатчика на транзисторе

Простейшая схема термодатчика на транзисторе выглядит следующим образом:

• Транзистор включен по схеме с общим эмиттером
• Постоянный ток коллектора задается резистором R_к
• Измеряется напряжение база-эмиттер U_БЭ

При увеличении температуры напряжение U_БЭ уменьшается примерно на 2 мВ/°C. Недостаток такой схемы — небольшой выходной сигнал и нелинейность характеристики.

Дифференциальная схема на двух транзисторах

Более точные измерения позволяет получить дифференциальная схема на двух идентичных транзисторах:

• Один транзистор является измерительным, второй — опорным
• Измеряется разность напряжений U_БЭ транзисторов
• Компенсируются изменения параметров, не связанные с температурой

Такая схема обеспечивает высокую линейность и точность измерений в широком диапазоне температур. Недостаток — необходимость подбора пары идентичных транзисторов.

Преимущества транзисторных датчиков температуры

Транзисторные датчики температуры имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами термодатчиков:

• Высокая чувствительность (до 2 мВ/°C)
• Хорошая линейность характеристики
• Широкий диапазон измеряемых температур (-55…+150°C)
• Малые размеры чувствительного элемента
• Низкая стоимость
• Совместимость с цифровыми схемами

Это делает их привлекательным выбором для многих применений.

Недостатки транзисторных датчиков температуры

К недостаткам транзисторных датчиков температуры можно отнести:

• Необходимость калибровки
• Влияние тока коллектора на показания
• Саморазогрев при протекании тока
• Чувствительность к электромагнитным помехам
• Гистерезис при циклических изменениях температуры

Эти недостатки нужно учитывать при проектировании измерительных схем.

Выбор транзистора для термодатчика

При выборе транзистора для использования в качестве датчика температуры следует учитывать следующие факторы:

• Тип проводимости (обычно используются n-p-n транзисторы)
• Максимально допустимая температура перехода
• Температурный коэффициент напряжения база-эмиттер
• Коэффициент усиления по току
• Обратный ток коллектора

Хорошо подходят маломощные кремниевые транзисторы общего назначения, например, KT315, 2N2222, BC547 и аналогичные.

Калибровка транзисторных датчиков температуры

Для повышения точности измерений транзисторные датчики температуры требуют калибровки. Процесс калибровки включает следующие этапы:

1. Измерение напряжения U_БЭ при известных температурах (обычно 0°C и 100°C)
2. Построение калибровочной кривой
3. Определение температурного коэффициента для конкретного экземпляра транзистора
4. Корректировка измеренных значений с учетом полученных данных

Калибровку желательно проводить для каждого изготовленного датчика индивидуально.

Применение транзисторных датчиков температуры

Транзисторные датчики температуры находят широкое применение в различных областях:

• Измерение температуры окружающей среды
• Контроль температуры электронных компонентов
• Системы охлаждения и кондиционирования
• Автомобильная электроника
• Бытовая техника
• Медицинское оборудование

Их используют как в аналоговых, так и в цифровых измерительных схемах.

Заключение

Транзисторы являются простым и эффективным решением для создания датчиков температуры. Они обеспечивают хорошую точность, линейность и широкий диапазон измерений при низкой стоимости. Правильный выбор схемы включения и калибровка позволяют создавать на их основе высококачественные измерительные приборы.

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.

Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Просмотров:25 960

www.kondratev-v.ru

Термодатчики на транзисторах в схемах на МК

Физическая природа полупроводниковых материалов такова, что их параметры достаточно сильно зависят от температуры. В обычных усилительных схемах с этим явлением борются, а в измерителях температуры, наоборот, поощряют Например, у кремниевых транзисторов при постоянном токе коллектора с повышением температуры напряжение «база — эмиттер» U^^^ уменьшается с теоретическим коэффициентом 2.1 мВ/°С. Фактическое же изменение пропорционально отношению 1000|мВ|/Гх1 К], где Гх — температура среды по шкале Кельвина.

Пример расчёта. Пусть напряжение между базой и эмиттером стандартного кремниевого транзистора при температуре 7;)= 20°С составляет   ^^^

С повышением температуры его корпуса до Г, = 35°С это напряжение уменьшается на 49м В: i

Реальное напряжение может несколько отличаться от расчётного, что зависит от положения рабочей точки транзистора и его типа. В любом случае рекомендуется снижать и стабилизировать ток, протекающий через /?—/7-переход, чтобы устранить эффект саморазогрева кристалла.

 

Рис. 3.67. Схемы подключения транзисторных термодатчиков к МК:

а)  измерение температуры в диапазоне —30…+150°С. Термодатчиком выступает транзистор VTI, у которого напряжение (/[^э «дрейфует» с коэффициентом около 2 мВ/°С. Резисторами R4 и 7 выставляется диапазон температур и калибровочное напряжение +3 В на входе МК при комнатной температуре +25°С. Транзистор VTI имеет металлический корпус, торец которого можно запрессовать в термостойкую пластиковую трубку и использовать всю конструкцию как выносной щуп или зонд;

б)  термодатчик на однопереходном транзисторе VTI обеспечивает линейность измерения температуры в диапазоне 0…+ 100°С;

в) транзистор VTI специально используется малогабаритный поверхностно монтируемый (SMD). Это необходимо для уменьшения тепловой инерционности датчика. К примеру, SMD- транзистор входит в стабильный тепловой режим через одну минуту после скачка температуры на 10°С (обычному «большому» транзистору требуется в несколько раз больше времени). Резистор /^/балансирует дифференциальную схему, состоящую из транзисторов VTI, VT2\

На Рис. 3.67, а…г показаны схемы подключения транзисторных термодатчиков к МК.

г) транзистор VT1 имеет в своём корпусе отверстие, через которое может закрепляться винтом на поверхности измеряемого объекта. Коллектор транзистора электрически соединяется со своим корпусом, что надо учитывать при монтаже. Температурный коэффициент преобразования прямо пропорционален отношению резисторов R3/R2 (в данной схеме около 20 мВ/°С).

nauchebe.net

Термодатчик на транзисторе — E-core

В этой статье я расскажу об использовании биполярного транзистора в качестве датчика температуры. Описание приводится в контексте использования его для измерения температуры радиатора (теплоотвода).

Главное преимущество датчика температуры на транзисторе в том, что он обеспечивает хороший тепловой контакт с радиатором и его относительно просто на нем закрепить и стоит биполярный транзистор не дорого.

Ниже показана схема включения транзистора и узел обработки сигнала на ОУ. VT1 это и есть транзистор-термодатчик, который крепится на радиатор.

Транзистор намеренно используется p-n-p структуры т.к. радиатор часто соединяется с общим проводом схемы, а коллектор транзистора в корпусе TO-220 соединен с теплоотводной пластиной и при креплении транзистора нет необходимости электрически изолировать его от радиатора, что дополнительно упрощает конструкцию.

Падение напряжения на p-n переходе изменяется при увеличении его температуры с крутизной примерно -2 мВ/градус (т.е. уменьшается с ростом температуры). Такое малое изменение напряжения не очень удобно обрабатывать АЦП, более того удобнее когда зависимость прямая т.е. при увеличении температуры сигнал температуры растет.

Приведенная схема смещает, инвертирует и усиливает сигнал с транзистора, обеспечивая увеличение выходного напряжения с ростом температуры, и работает следующим образом.

Из опорного напряжения, формируемого делителем R1R2, вычитается падение напряжения на транзисторе и результат вычитания усиливается. Опорное напряжения выбирается чуть выше падения напряжения на транзисторе при температуре 25 градусов, чем обеспечивается измерение напряжения ниже 25 градусов.

Коэффициент усиления схемы определяется соотношением R5/R4 + 1 и для данной схемы равен 11. Итоговая крутизна сигнала температуры получается 2*11=22мВ/градус. Таким образом для обеспечения измерения температуры от 0 градусов выходной сигнал при 25 градусах должен быть не менее 25*0,022=0,55В. Превышение напряжения смещения над падением на транзисторе при 25 градусах должно быть не менее 0,05В.

Падение напряжения на транзисторе при 25 градусах составляет 0,5-0,6В и зависит от конкретного типа транзистора и тока через него и наверняка подобрать опорное напряжение «с ходу» не получится, поэтому на этапе отладки требуется подбор резисторов R1R2 для конкретного типа транзистора и тока через него, от одного транзистора к другому это значение может меняться, но это уже может быть скорректировано программными методами.

Ток через транзистор определяется сопротивлением резистора R3, в данной схеме ток примерно равен 15мА. Рекомендуемое значение тока через транзистор 10-20мА.

Приведенная схема адаптирована под АЦП с опорным напряжением 3,3В, но может быть использована и для 5В опорного напряжения, для этого необходимо увеличить коэффициент усиления схемы, исходя из требуемого диапазона температур.

На элементах R6VD1 собрана схема ограничения выходного напряжения на случай нештатных ситуаций, например обрыва провода к транзистору. Если напряжение питания ОУ не превышает опорное напряжение АЦП, то их можно исключить.

В качестве DA1 может использовать любой ОУ, обеспечивающий работу при однополярном питании и входном напряжение от 0В. Например дешевый и распространенный LM358.

В качестве транзистора может использоваться любой не составной транзистор p-n-p структуры.

www.e-core.ru

Простой датчик температуры с аналоговым выходом 0-10В

Датчик температуры может использоваться в различных условиях окружающей среды. Датчик предназначен для измерения температуры в градусах Цельсия и преобразовании его в напряжение. Датчик температуры подходит для работы на общих промышленных зонах и на открытой местности.
В датчике установлен термометр типа LM35, что обеспечивает надежность и точность при измерениях температуры. Благодаря герметизации датчика с измерительным элементом, обеспечивается высокая вибростойкость и влагостойкость.
Основные технические характеристики:
• Подходит для использования в газообразных средах, а также измерения температуры окружающей среды и температуры предметов и исследуемой поверхности
• Возможность крепления с помощью болтового соединение непосредственно к поверхности измеряемой температуры
• Защита от инверсной подачи питания
• Рабочая температура достигает +100 °C
• Диапазон измеряемых температур: -50…+80
• Напряжение питания: постоянный ток 12В
• Потребляемый ток: 10мА
• Напряжение выходного сигнала: 0-10В
• Выходной ток: 20мА
Конструкция датчика позволяет крепить его непосредственно к площади поверхности для измерения температуры ее поверхности или компенсации температурных изменений (для лучшего эффекта, на место контакта нанести небольшой слой теплопроводной пасты, например КПТ-8 или КПТ-19), возможно так же крепить таким способом датчик температуры на пластиковые, поливинилхлоридные и прочие поверхности изготовленные из материалов с низкой теплопроводностью.

Предыстория:

Обратился как-то ко мне знакомый, который работал инженером в фирме — интеграторе GPS/Глонасс оборудования. Один из их клиентов захотел измерять температуру окружающей среды за бортом очередного трактора. На этой технике уже стояли GPS — терминалы, отечественные, ADM600, какой-то пермской конторы. Спросил меня, какой лучше датчик применить, недорогой. У меня сразу возникла мысль, почему бы не применить DS18B20, на что коллега мне ответил: «у треккера нет 1wire», есть только 2 АЦП, один канал от 0-13, второй от 0 — 36, ну и плюс еще всякие входа дискретные и протокольные интерфейсы. Странно думаю, как так-то? В общем нужно было срочно решить его проблему, причем еще и как обычно — недорого. Придя домой сразу же открыл ящик стола. В кассетнице лежало с десяток DS18b20 и LM35. Откуда LM 35, я даже и не вспомнил. Никогда их не применял. Открыв ДШ по GPS треккеру и вправду не обнаружил у него шину Dallas а. Решено, делать датчик на том что есть — LM35. В ДШ написанно, что при базовом подключении, цена деления 10мВ на 1 градус С. И при этом нет возможности измерить отрицательную температуру.

Исходя из этого, требуется усилить сигнал и сделать смещение на датчике, что бы была возможность измерения отрицательных температур. Полазив в интернете, нашел схему смещения на двух диодах. Решил поставить транзистор.
В качестве усилителя применен низковольтный ОУ LM358:

Дальше решил промоделировать схему со смещением:

Как видно из рисунка, выходной сигнал измеряется (вольтметром) относительно общего провода.
Резистор R1 и транзистор Q1(включенный как диод) образуют схему смещения уровня вывода GND датчика температуры. При этом потенциал нижнего вывода резистора R4 оказывается отрицательным по отношению к GND LM35 и, датчик может работать как с положительными, так и с отрицательными температурами. Измерение выходного сигнала, как уже говорилось выше, осуществляется относительного общего провода питания. При нулевом значении температуры выходное напряжение составляет 0.6В (при использовании транзистора MMBT3906).
Снижение температуры ниже нуля вызывает уменьшение выходного напряжения (10 мВ на 1С на выходе LM35).
Подъем температуры выше нуля приводит к росту выходного напряжения.
Далее вопрос стал о конструктиве. Набросал 3D в Proteus, дабы визуально оценить размеры (решил плату усилителя совместить с головкой датчика в единую конструкцию, ибо линии на этом тракторе могут достигать длины и более 2х метров).

В DIPe сразу не понравилось, громоздко. Решил использовать планарные элементы. В качестве элемента для головки термодатчика использовал медный наконечник с отверстием под болт, решил обжать им LM35, предварительно промазав КПТ-8. Обжал при помощи специальной обжимки от Phoenix contact, брал у коллеги, поэтому не удалось сфотографировать. Далее аккуратно обработал простыми плоскогубцами.

Нарисовал плату в sLayot, получилась достаточно компактна:

Ну дальше сборка, решил сделать сразу 10 штук:


После сборки, обжал аккуратно наконечником корпус термодатчика и хорошо припаял с обратной стороны печатной платы… Конечно лучше было сделать прорези и пропаять с обеих сторон, но времени не было. Плату аккуратно обмакнул в Казанский герметик и поместил в термоусадочную трубку с клеем, провода от датчика поместил в пластиковый гофрорукав с авторынка, диаметром 6мм.



Питание датчика осуществляет отдельный параметрический стабилизатор на TL431 и МДП транзисторе и в данном случае не рассматривается.
Попробовал я откалибровать датчик. Калибровал при помощи спиртового градусника и своего самодельного термометра на DS18B20:

Калибровал так: холодильник, улица, фен. Хотя можно было применить чашку со льдом и комфорку плиты. Но так как термодатчик линеен, не стал сильно заморачиваться и сделал несколько замеров:

Сопоставляя данные с разных термометров сделал вывод: датчик получился достаточно точным.
Схема подключения датчика к прибору ADM600:

Передал датчики товарищу. Который через неделю после инсталяции термометров скинул мне отчет из програмного комплекса Fort Monitor, все работало =)

PS: По оси Y указана температура, а не напряжение. Так устроен программный комплекс…

we.easyelectronics.ru

Транзистор в качестве датчика температуры

Устройство для измерения температуры с транзисторным измерительным преобразователем. Принцип измерения температуры основан на использовании отрицательного температурного коэффициента кремниевого диода. Особенно стабильно это свойство проявляется на полупроводниковом переходе транзистора, работающего в режиме диода рис. Рис Схема включения полупроводникового диода в качестве измерительного преобразователя температуры Рис. Схема включения биполярного транзистора в качестве измерительного преобразователя температуры.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить датчик температуры охлаждающей жидкости на Mazda Demio

12 схем автоматического реле (температура, звук, свет, влажность)

Система автоматического управления вентилятором своими руками. Часто в радиолюбительской практике возникает необходимость охлаждать методом обдува какие-либо мощные активные элементы: регулирующие транзисторы в блоках питания, в выходных каскадах мощных УНЧ, радиолампы в выходных каскадах передатчиков и т. Итак, некоторое время тому назад знакомый товарищ попросил изготовить ему систему автоматического регулирования оборотов вентилятора охлаждения для зарядного устройства.

Поскольку готового решения у меня не было-пришлось поискать что-либо подходящее в интернете. Решено было испытать описанные в ней автоматы управления вентилятором…. Принципиальная схема устройства показана ниже:.

Схема питается напряжением 15…18 В. Интегральный стабилизатор типа задает начальное напряжение на вентиляторе. Транзистор VT1 управляет работой интегрального стабилизатора. Схема работает следующим образом: в холодном состоянии датчиков температуры напряжение на них максимально.

Транзистор VT1 полностью открыт, напряжение на его коллекторе а значит и на выводе 2 интегрального стабилизатора составляет десятые доли вольта. Напряжение, подаваемое на вентилятор почти равно паспортному выходному напряжению микросхемы LM, и вентилятор вращается на небольших оборотах. По мере прогрева датчиков температуры одного любого из них, или обеих напряжение на базе VT1 начинает уменьшаться. Обороты вентилятора также увеличиваются и плавно достигают максимальных.

По мере остывания датчиков температуры происходит обратный процесс и обороты вентилятора уменьшаются. Количество датчиков может быть от одного до нескольких мною опробовано три параллельно включенных датчика. Датчики могут быть установлены как рядом друг с другом для повышения надежности срабатывания , так и размещены в разных местах. Изначально данная схема разрабатывалась для применения в мощном ламповом усилителе мощности КВ диапазона, отсюда большое количество блокировочных конденсаторов.

При применении данной системы автоматического управления режимом работы вентилятора, скажем, в блоках питания, или в мощных усилителях НЧ блокировочные конденсаторы можно не устанавливать. Данная схема интересна еще и тем, что датчики температуры могут быть как закреплены на радиаторах мощных транзисторов, диодов и иметь непосредственный тепловой контакт с ними,так и установлены на весу, в потоке теплого воздуха.

Подстроечный резистор R2 служит для установки минимальных оборотов вентилятора. При настройке данной системы автоматического управления режимом работы вентилятора подстроечным резистором R2 устанавливают минимальные обороты вентилятора. Затем, нагревая датчик, или датчики, каким-либо источником тепла убеждаются в работоспособности системы и возможность срабатывания её от разных датчиков независимо.

Данная схема достаточно чувствительна-можно настроить её на срабатывание даже от нагевания датчика температуры рукой. Важное замечание. Схема измеряет не абсолютную температуру, а разность температур между переходами транзистора VT1 и датчиков VT2 и VT3. Поэтому плата устройства должна быть размещена в месте, исключающем дополнительный нагрев. Интегральный стабилизатор должен быть снабжен небольшим радиатором. Дело вот в чем. Часто бывают случаи, когда система автоматического управления режимом работы вентилятора установлена в изделии, где имеется всего лишь одно питающее напряжение В, но и вентилятор рассчитан на работу от напряжения 12 В.

Для достижения максимальных оборотов вентилятора необходимо подать на него полное напряжение,или, другими словами, регулирующий элемент системы автоматического управления режимом работы вентилятора должен иметь практически близкое к нулю падение напряжения на нем. И в этом смысле схема, описание которой изложено выше, не подходит. Регулирующим элементом служит полевой транзистор с очень низким сопротивлением канала в открытом состоянии. Мною использован транзистор типа PHD55N Он имеет следующие характеристики: максимальное напряжение сток-исток В, максимальный ток стока- 55 А, сопротивлением канала в открытом состоянии -0,14 мОм.

Подобные транзисторы применяются на материнских платах и платах видеокарт. Я добыл этот транзистор на старой материнской плате:. Цоколевка этого транзистора:. Именно очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии и позволяет приложить к вентилятору практически полное напряжение питания.

В этой схеме датчиком температуры служит терморезистор R1 номиналом 10 кОм. Терморезистор должен быть с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления типа NTC. Так, для терморезистора номиналом кОм, сопротивление подстроечного резистора R2 должно быть 51 или 68 кОм. Конструктивно, терморезистор R1 размещается на радиаторе транзисторов, которые обдувает вентилятор.

Подстроечным резистором R2 при настройке схемы добиваются старта вентилятора при пороговой начальной температуре. Если напряжение питания не стабилизировано, то порог срабатывания схемы будет плавать, со всеми вытекающими последствиями. В этом случае полезно будет запитать терморезистор от стабильного источника питания, например L Ниже приведен модернизированный вариант этой схемы. В данной схеме предусмотрена возможность независимой регулировки как минимальных оборотов при нормальной температуре, так и температуру, с которой обороты вентилятора начинают увеличиваться.

А резистором R7 устанавливают температуру, с которой вентилятор переходит на повышенные обороты. Как и в предыдущих схемах, блокировочные конденсаторы необходимы при эксплуатации устройства в условиях воздействия мощных высокочастотных наводок-например ламповый усилитель мощности КВ диапазона. В других случаях в их установке нет необходимости. Терморезисторов-датчиков температуры может быть несколько и установленных в разных местах. Вентиляторов тоже может быть несколько.

Вид собранной платы системы автоматического управления обдувом, управляющий транзистор установлен со стороны печатных проводников:. Печатная плата, вид со стороны проводящих дорожек:. ТОже что то подобное делал для радиаторов своего первого лабораторного БП. Схемка тут.

Какой из этих транзисторов можна применить вэтой схеме? День добрый. Да любой из этих транзисторов подойдет для этой схемы. У всех них очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии. Большое спасибо. Сегодня спаял эту схемку,вмонтировал в БП на базе компьютерного,теперь вентилятор не крутится постоянно,а только при нагреве.

Ещё раз спасибо. К сожалению, ничем не помогу. Никогда не было у меня необходимости в таком регуляторе для вентилятора на В. Поэтому конкретно ничего не подскажу. А для обратной задачи, сильнее дуть при низкой температуре?

Для обогрева палатки через теплообменник. Я так понимаю просто поменять местами термистор и подстроечник? Хм… Даже как -то застали врасплох этим вопросом… Можно и поменять местами термистор и подстроечник-должно работать.

Но есть и другой вариант. Он при нагреве уменьшает сопротивление. Он при нагреве будет увеличивать сопротивление и тем самым уменьшать обороты вентилятора. Термисторы PTC тоже есть в продаже. Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом.

Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев. Система автоматического управления вентилятором. А вы какую схемку собрали? Заработала без проблем?? Добрый вечер. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован. Комментарий Имя E-mail Сайт.

Транзистор как диод

В качестве преобразователей температуры в электрический сигнал используются различные термодатчики — терморезисторы, термотранзисторы и т. Сопротивление этих датчиков пропорционально прямо или обратно температуре окружающей среды. Для самостоятельного изготовления термодатчиков можно использовать отрицательное свойство транзисторов — уход их параметров от температуры. В транзисторах ранних выпусков этот уход был настолько велик, что оставленный на солнце транзисторный радиоприемник начинал издавать искаженный звук, а через некоторое время или замолкал вообще, или просто хрипел. Это происходило оттого, что нагревшись, транзисторы начинали пропускать существенно больший ток, рабочие точки транзисторов смещались и радиоприемник переставал работать. Это свойство транзисторов с успехом можно использовать при изготовлении своими руками термодатчиков для теплицы и не только их. И чем больше уход параметров транзистора от температуры, тем более чувствительным получится датчик.

Простой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35Для измерителя температуры с термопарой в качестве датчика.

Схема датчика температуры на основе транзистора

Если необходима оперативная информация о температуре, скажем, электродвигателя ручного инструмента или сварочного трансформатора, то можно использовать устройство, схема которого приведена ниже. Информация о температуре объекта управляет генератором, собранном на транзисторе VT2. Далее сигнал с генератора усиливается VT3 и управляет зажиганием светодиода. Таким образом, ориентируясь на частоту вспышек светодиода можно примерно определить температуру двигателя или трансформатора. Вместо указанного на схеме ГТ можно использовать любой другой скажем, МП35 — 38 , но в этом случае для крепления его к металлическому корпусу двигателя придется использовать изолирующую прокладку, корпус же ГТ выполнен из пластмассы. В качестве источника питания можно использовать любой источник, с напряжением В, потребляемый устройством ток — мА. Резистор R1 подбирается в зависимости от напряжения питания по оптимальному току через стабилитрон мА.

Датчик температуры

Новая тема Правила Регистрация Статистика Архив. Пишут, что они обеспечивают вполне приемлемую точность. Но там применяется сложный метод измерения с двумя коммутируемыми источниками тока. Есть задача контролировать температуру радиатора в БП, при достижении порога 1 включать сигнализацию, порога 2 — отключать схему. Точность нужна невысокая.

При измерении температуры высокая точность обычно не требуется, особенно когда речь идет только о фиксации превышения заданного порогового значения. Это относится, в частности, к схемам термической защиты, которыми оснащены устройства определенного класса.

Датчик температуры своими руками

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

Схема подключения датчика температуры своими руками

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Релейные схемы используются в системах авторегулирования: для поддержания заданной температуры, освещенности, влажности и т. Подобные схемы, как правило, похожи и в качестве обязательных узлов содержат датчик, пороговую схему и исполнительное или индикаторное устройство см. Релейные схемы реагируют на превышение контролируемого параметра над заданным установленным уровнем и включают исполнительное устройство реле, электродвигатель, тот или иной прибор. Также возможно оповещение звуковым или световым сигналом о факте выхода контролируемого параметра за пределы допустимого уровня.

Достоинством такого датчика является его линейность, что дает транзистор могут быть использованы в качестве сенсоров температуры. На рис. Б отображена схема детектора температуры на базе транзистора , в той.

Схема температурной измерительной приставки Категория: Разное. Назад 1 2 Вперед. Схема псевдостерео приставки Схема СВЧ-приставки частотомера Схема передачи 8 команд управления по двум проводам Схема шестиканального индикатора Схема входного делителя частотомера Таймерная приставка к электронным часам Источник питания для приборов на ОУ Мультиметр проверяет кварцы. Чем удобнее всего паять?

Я видел схемы там просто соединили 4 диода для увеличения чувствительности, вернее так увеличили диаппазон изменения тока при перепадах температуру. Если найду какой-нить составной типа ый былоб интересно потестить. Это пройдёт Для измерения температуры в качестве термопреобразователей можно использовать полупроводниковые диоды и транзисторы. Это объясняется тем, что при постоянном значении тока, протекающего в прямом направлении, например через переход диода, напряжение на переходе практически линейно изменяется с изменением температуры.

При эксплуатации мощных усилителей и блоков питания нередко возникает необходимость в контроле температуры мощных ключевых элементов — транзисторов, тиристоров, диодов и т. Обычно это делается рукой на стадии отладки, но, согласитесь, такой метод крайне неэффективен в процессе эксплуатации.

Работать с таким низким уровнем достаточно неудобно, поэтому в качестве термозависимого компонента лучше всего применять p-n переходы биполярных транзисторов, добавив к нему типовой делитель. Полученный двухполюсник обладает всеми свойствами цепочки диодов, а падение на нем можно задавать на порядок выше, чем 0,7 вольт. Зависит это падение от соотношения резисторов R1 и R2 в делителе, смотри рисунок один ниже. Имея отрицательный температурный коэффициент сопротивления ТКС , этот двухполюсник нашел широкое применение в питании варикапов. С ростом температуры, емкость варикапов начинает возрастать, но параллельно снижается падение U на двухполюснике VT1, R1,R2, что приводит к росту напряжения на переменном сопротивлении и на варикапе, снижая его емкость.

Не особенно актуально для чего вам температурный датчик , важно то что вы будете иметь знания. Однако в зависимости от области использования необходимо учесть материалы и мощности. Задействовать мы станем известный измеритель lm смотрится как традиционный транзистор с тремя ножками , подобный датчики подключаются также. R1 — резистор ограничивающий питания датчика.

all-audio.pro

Полупроводниковые датчики температуры

Полупроводниковые датчики температуры

Полупроводниковые датчики температуры предназначены для измерения температуры от -55° до 150°С. В этот диапазон попадает огромное количество задач, как в бытовых, так и в промышленных приложениях. Благодаря высоким характеристикам, простоте применения и низкой стоимости полупроводниковые датчики температуры оказываются очень привлекательными для применения в микропроцессорных устройствах измерения и автоматики.

Принцип работы

Полупроводниковые датчики температуры

Физический принцип работы полупроводникового термометра основан на зависимости от температуры падения напряжения на p-n переходе, смещенном в прямом направлении. Данная зависимость близка к линейной, что позволяет создавать датчики, не требующие сложных схем коррекции. В качестве чувствительных элементов на практике используются диоды, либо транзисторы, включенные по схеме диода. Для проведения измерений, необходимо протекание стабильного тока через чувствительный элемент. Выходным сигналом является падение напряжения на датчике.

Схемы, использующие одиночный p-n переход, отличаются низкой точностью и большим разбросом параметров, связанных с особенностями изготовления и работы полупроводниковых приборов. Поэтому промышленность выпускает множество типов специализированных датчиков, имеющих в своей основе вышеописанный принцип, но дополнительно оснащенных цепями, устраняющими негативные особенности и значительно расширяющими функционал приборов.

Аналоговые полупроводниковые датчики

Типовая схема включения полупроводникового термометра с коррекцией

Простые аналоговые полупроводниковые датчики практически в чистом виде реализуют идею измерения температуры, с помощью определения падения напряжения на p-n переходе. Для устранения всех отрицательных явлений, связанных с работой такого перехода, используется специальная схема, содержащая в своем составе два чувствительных элемента (транзистора) с различными характеристиками. Выходной сигнал формируется как разность падений напряжения на каждом чувствительном элементе. При вычитании значительно сокращаются негативные моменты. Дальнейшее повышение точности измерения осуществляется калибровкой датчика с помощью внешних цепей.

 Основной характеристикой датчика температуры является точность измерений. Для полупроводниковых моделей она колеблется от ±1°С до ±3.5°С. Самые точные модели редко обеспечивают точность лучше чем ±0.5°С. При этом данный параметр сильно зависит от температуры. Как правило, в суженном диапазоне от  -25° до 100°С точность в полтора раза выше, чем в полном диапазоне измерений -40°С до +125°С. Большинство аналоговых датчиков температуры, иначе называемых интегральными датчиками, содержит три вывода и включается по схеме диода. Третий вывод обычно используется для целей калибровки. Выходной сигнал датчика представляет собой напряжение, пропорциональное температуре. Величина изменения напряжения различна и, например, составляет 10мВ/градус. Для точного определения значения температуры необходимо знать падение напряжения при каком-либо ее фиксированном значении. Обычно в качестве такового используется значение начала диапазона измерений либо 0°С.

Примеры аналоговых датчиков температуры

Модель	Диапазон измерений	Точность	Температурный коэффициент	Производитель
LM35	от -55°С до +150°С	±2°С	10 мВ/°С	National Semiconductor
LM135	от -50°С до +150°С	±1.5°С	10 мВ/°С	National Semiconductor
LM335	от -40°С до +100°С	±2°С	10 мВ/°С	National Semiconductor
TC1047	от -40°С до +125°С	±2°С	10 мВ/°С	Microchip
TMP37	от -40°С до +125°С	±2°С	20 мВ/°С	Analog Devices

Кроме простых датчиков, производители предлагают также готовые интегральные системы термостатирования. Подобные микросхемы, например LM56 от National Semiconductor, оснащены выходом для управления нагрузкой. Температура срабатывания выхода задается в виде заводской установки, либо с помощью навесных элементов, подключаемых к специальным входам задания. Невысокое качество регулирования, обеспечиваемое данными элементами, компенсируется их простотой использования и сверхнизкой стоимостью готовых систем управления.

Полупроводниковые датчики с цифровым выходом

Технология изготовления полупроводниковых термометров позволяет размещать их на кристаллах интегральных микросхем. Температурные датчики можно встретить в составе микропроцессоров и микроконтроллеров, служебных мониторов микропроцессорных систем, а также в других измерительных устройствах, например датчиках влажности. Возможен и противоположный вариант — добавления различных элементов к датчикам. Примером подобных изделий могут служить датчики температуры с цифровым выходом. В отличие от аналоговых вариантов, эти устройства содержат встроенный АЦП и формирователь сигналов какого-либо стандартного интерфейса. Наибольшую популярность получили интерфейсы SPI, I2C и 1-Wire. Использование термометров с цифровым выходом значительно упрощает схемотехнику измерительного устройства, при незначительном увеличении стоимости относительно аналоговых вариантов. Также использование стандартных интерфейсов позволяет интегрировать датчики в различные системы управления или подключать несколько датчиков на одну шину. Программирование протокола обмена с большинством датчиков не представляется сложной задачей, что обусловило огромную популярность применения этих элементов в любительской практике и мелкосерийном производстве.

Примеры датчиков температуры с цифровым выходом 

Модель	Диапазон	Точность	Разрешение	Интерфейс	Производитель
LM75	от -55°С до +125°С	±3°С	9 бит	I2C	National Semiconductor
LM76	от -55°С до +150°С	±1.5°С	13 бит	I2C	National Semiconductor
DS18B20	от -55°С до +125°С	±2°С	9-12 бит	1-Wire	MAXIM
DS1621	от -55°С до +125°С	±1°С	9 бит	I2C	MAXIM
DS1722	от -55°С до +120°С	±2°С	12 бит	SPI	Dallas Semiconduction
MCP9800	от -55°С до +125°С	±3°С	12 бит	I2C	Microchip
MSP9808	от -40°С до +125°С	±1°С	12 бит	I2C	Microchip
ADT7320	от -40°С до +150°С	±0.25°С	16 бит	SPI	Analog Devices

Характеристики интегральных датчиков температуры с цифровым выходом в целом соответствуют характеристикам аналоговых вариантов. При этом в виду применения АЦП, добавляется такой параметр, как разрешение выходных данных. Сегодня можно встретить датчики с разрешением от 9 до 16 бит. Часто данный параметр указывается в виде температуры, определяемой младшим разрядом АЦП. Например, для высокоточного датчика LM76, предоставляющего пользователю 13-битные данные, он составляет 0.0625°С. Не следует путать этот параметр с точностью измерений, так как вес младшего разряда АЦП определяет только точность работы аналогово-цифрового преобразователя, без учета характеристики датчика. Для того же LM76, заявленная точность измерений не превышает ±1°С.

Типовая схема использования цифрового датчика температуры

Кроме непосредственного измерения температуры, многие цифровые датчики обладают дополнительными функциональными возможностями. Наибольшее распространение получил дополнительный выход термостатирования, позволяющий использовать микросхемы без внешних устройств управления. Также можно встретить входы подключения дополнительных внешних температурных датчиков и дискретные порты ввода вывода. 

Другие статьи:

Датчики температуры. Общий обзор.

Термометр на микроконтроллере PIC12F629

Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F676

You have no rights to post comments

mcucpu.ru

Датчик температуры из транзистора

Наша зима сурова и холодна, и об этом знают все. Поэтому помещения, где находятся люди, должны отапливаться. Наиболее распространенным является центральное отопление либо индивидуальные газовые котлы. Нередко возникают ситуации, когда ни то, ни другое не доступно: например в чистом поле стоит небольшое помещение насосной станции водопровода, и там круглосуточно дежурит машинист. Также это может быть караульная вышка или отдельно взятая комната в большом необитаемом здании. Таких примеров можно найти немало.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ТЕРМОРЕЛЕ БЕЗ ТРАНЗИСТОРОВ И ТЕРМОДАТЧИКОВ 💡 ОЧЕНЬ ПРОСТО ! 😂

Как использовать диоды и транзисторы для измерения температуры

Для измерения температуры в качестве термопреобразователей можно использовать полупроводниковые диоды и транзисторы. Это объясняется тем, что при постоянном значении тока, протекающего в прямом направлении, например через переход диода, напряжение на переходе практически линейно изменяется с изменением температуры. Для того чтобы значение тока было постоянно, последовательно с диодом достаточно включить большое активное сопротивление.

При этом ток, проходящий через диод, не должен вызывать его нагрева. Построить градуировочную характеристику такого термодатчика можно по двум точкам — в начале и в конце измеряемого диапазона температур. На рисунке 1, а показана схема измерения температуры при помощи диода V D. Источником питания может служить батарейка. Схема измерения температуры при помощи диода а и транзисторов б, в. Мостовые схемы позволяют увеличивать относительную чувствительность устройства, компенсируя начальное значение сопротивления датчика.

Аналогично влияет температура на сопротивление перехода эмиттер — база транзисторов. При этом транзистор может одновременно действовать и как датчик температуры, и как усилитель собственного сигнала. Поэтому применение транзисторов в качестве термодатчиков имеет преимущество перед диодами. На рисунке 1, б показана схема термометра, в которой в качестве преобразователя температуры используется транзистор германиевый или кремниевый. При изготовлении термометров как на диодах, так и на транзисторах требуется построить градуировочную характеристику, при этом в качестве образцового средства измерений можно использовать ртутный термометр.

Инерционность термометров на диодах и транзисторах небольшая: на диоде — 30 с, на транзисторе — 60 с. Практический интерес представляет мостовая схема с транзистором в одном из плеч рис.

В этой схеме эмиттерный переход включен в одно из плеч моста R4, на коллектор подано небольшое запирающее напряжение. Искать в Школе для электрика:.

Датчик температуры своими руками

Please enable JavaScript on your browser to best view this site. Для измерения температуры в качестве термопреобразователей можно использовать полупроводниковые диоды и транзисторы. Это разъясняется тем, что при неизменном значении тока, протекающего в прямом направлении, к примеру через переход диодика, напряжение на переходе фактически линейно меняется с конфигурацией температуры. Для того чтоб значение тока было повсевременно, поочередно с диодиком довольно включить огромное активное сопротивление. При всем этом ток, проходящий через диодик, не должен вызывать его нагрева. Выстроить градуировочную характеристику такового термодатчика можно по двум точкам — сначала и в конце измеряемого спектра температур.

Приведены схемы датчиков температуры на транзисторах. Схемы включения.

Главное меню

Для измерения температуры в качестве термопреобразователей можно использовать полупроводниковые диоды и транзисторы. Это объясняется тем, что при постоянном значении тока, протекающего в прямом направлении, например через переход диода, напряжение на переходе практически линейно изменяется с изменением температуры. Для того чтобы значение тока было постоянно, последовательно с диодом достаточно включить большое активное сопротивление. При этом ток, проходящий через диод, не должен вызывать его нагрева. Построить градуировочную характеристику такого термодатчика можно по двум точкам — в начале и в конце измеряемого диапазона температур. На рисунке 1, а показана схема измерения температуры при помощи диода V D. Источником питания может служить батарейка.

Датчик температуры

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Ваш IP: Датчик температуры. Автоматика Датчик температуры схема которого показана на рисунке можно использовать как защитное уст-во мощных транзисторов от перегрева.

Эти измерения можно провести относительно транзисторного коллектора, соединённым источником питания с общим приводом. На рисунке выше видно, что допустимая коммутация тока реле 16A, значит, допускает управление нагрузкой до 3кВт.

Датчики температуры (термодатчики) для теплицы

Хочется понять такую вещь. Имею датчик температуры LM Далее простая задача? Эта задача решается посредством транзистора полевого или биполярного? Если да, то что это за транзистор если нет то почему?

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОСНОВЕ Р-N ПЕРЕХОДА

В качестве преобразователей температуры в электрический сигнал используются различные термодатчики — терморезисторы, термотранзисторы и т. Сопротивление этих датчиков пропорционально прямо или обратно температуре окружающей среды. Для самостоятельного изготовления термодатчиков можно использовать отрицательное свойство транзисторов — уход их параметров от температуры. В транзисторах ранних выпусков этот уход был настолько велик, что оставленный на солнце транзисторный радиоприемник начинал издавать искаженный звук, а через некоторое время или замолкал вообще, или просто хрипел. Это происходило оттого, что нагревшись, транзисторы начинали пропускать существенно больший ток, рабочие точки транзисторов смещались и радиоприемник переставал работать.

Зависимость погрешности измерений от температуры, построенная для датчика температуры, реализованного на основе кремниевого транзистора .

Транзистор как диод

Для измерения только положительных температур диоды и резистор не нужны. Точность измерения температуры 0,1 градуса Цельсия, то есть термодатчик для многих применений можно назвать прецизионным. Термометр для измерения положительных температур. Такой электронный измеритель температуры можно быстро сделать своими руками.

Термостат для котла отопления своими руками

Не особенно актуально для чего вам температурный датчик , важно то что вы будете иметь знания. Однако в зависимости от области использования необходимо учесть материалы и мощности. Задействовать мы станем известный измеритель lm смотрится как традиционный транзистор с тремя ножками , подобный датчики подключаются также. R1 — резистор ограничивающий питания датчика. R2 — 10КОм — Подстроечный резистор. Нужен для калибрования — точности нашего датчика.

Я видел схемы там просто соединили 4 диода для увеличения чувствительности, вернее так увеличили диаппазон изменения тока при перепадах температуру. Если найду какой-нить составной типа ый былоб интересно потестить.

Простейший датчик температуры на LM35

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Датчики температуры.

Физическая природа полупроводниковых материалов такова, что их параметры достаточно сильно зависят от температуры. Пример расчёта. Реальное напряжение может несколько отличаться от расчётного, что зависит от положения рабочей точки транзистора и его типа. Транзистор VTI имеет металлический корпус, торец которого можно запрессовать в термостойкую пластиковую трубку и использовать всю конструкцию как выносной щуп или зонд;.

all-audio.pro