مستشعرات درجة الحرارة المتكاملة (مستشعرات درجة الحرارة IC) - المزايا والتطبيقات
ربما تكون أحدث طريقة لقياس درجة الحرارة في الإلكترونيات هي استخدام مستشعرات درجة الحرارة IC. يمكن بناء هذه المستشعرات مباشرة في الدوائر الدقيقة ، وبسبب اعتماد خاصية I-V لمركب أشباه الموصلات على درجة حرارته ، فإنها توفر اليوم للمطورين فرصًا واسعة لإنشاء أجهزة قياس دقيقة. يتطور الاتجاه بسرعة كبيرة ، وله خصائصه الخاصة ، والتي ستتم مناقشتها لاحقًا في هذه المقالة.
تقدم مستشعرات الصمام الثنائي مزايا أكثر المزدوجات الحرارية ومقاييس الحرارة المقاومة للبلاتين ، على الرغم من أنها يمكن أن تعمل في درجات حرارة منخفضة نسبيًا - لا تزيد عن 150 درجة مئوية.
تعتبر هذه المستشعرات مثالية للتكامل مع المنظمين ومضخمات الصوت وأجهزة التحكم الدقيقة والأجهزة الإلكترونية الأخرى التي تتطلب مراقبة دقيقة لدرجة الحرارة عبر الإنترنت.مستشعرات الصمام الثنائي حساسة ودقيقة للغاية - وهذه هي ميزتها الرئيسية للإلكترونيات.
هناك المزيد والمزيد من المناطق التي تناسب أجهزة الاستشعار المدمجة. بدءًا من أنظمة قياس درجة الحرارة لوحدات القياس ، وانتهاءً بقياس درجة حرارة المعالجات والتطبيق في أنظمة التحكم مع العديد من المعلمات الخاضعة للرقابة: درجة الحرارة والضغط وما إلى ذلك.
من المفيد للغاية دمج مستشعرات الصمام الثنائي المتكامل في أنظمة مراقبة درجة الحرارة عن بُعد لأغراض السلامة من الحرائق بحيث يتم تشغيل الإنذار بدقة عندما تتجاوز درجة الحرارة عتبة محددة مسبقًا.
لقد أظهرت أجهزة الاستشعار المتكاملة الأولى بالفعل تفوقها الثرمستورات، نظرًا لأن اعتماد المقاومة على درجة الحرارة بالنسبة للثرمستورات بعيد كل البعد عن الخطية ، وبالنسبة لأجهزة استشعار الصمام الثنائي ، فإن خاصية الإخراج تتحول على الفور إلى خطية.
يتم تصنيف المستشعرات المتكاملة على أنها تمثيلية ورقمية ويمكن أن توفر إشارات تيار أو جهد متناسب مع درجة الحرارة. لا تفقد المستشعرات التناظرية شعبيتها ، لأن نطاق جهد التشغيل كبير جدًا - من 4 إلى 30 فولت ، بينما لا توجد حساسية لانخفاض الجهد على خطوط نقل الإشارة. على الرغم من أن معظم الأدوات تتطلب اليوم تنسيقًا رقميًا لبيانات الإدخال ، يمكن بسهولة تحويل الإشارة التناظرية إلى رقمية باستخدام ADC.
في العديد من الحلول المطبقة على مهام المراقبة والقياس ، تحتوي مستشعرات الصمام الثنائي على ADC بداخلها لأن تكنولوجيا التصنيع تسمح بذلك - فقد تبين أن المستشعر فعال من حيث التكلفة.يتم الآن الحصول على إشارة خرج مقياس حرارة رقمي متكامل بصيغة 1 أو 0 ، وهو مناسب للنقل إلى متحكم خارجي.
وظائف إضافية ممكنة أيضًا في مستشعرات درجة الحرارة المدمجة: مراقبة تغيرات الجهد ، وقياس درجة حرارة جسم بعيد ، وقياس معدل التدفق ، والإشارة إلى تجاوز درجة الحرارة المحددة.
اكتسبت مستشعرات درجة الحرارة الرقمية المتكاملة مثل DS18S20 شعبية منذ فترة طويلة لتقنية 1-Wire في جميع أنحاء العالم ، على الرغم من أنها كانت تُعرف في الأصل باسم مستشعرات DS1820 المتوقفة.تتميز هذه المستشعرات بعزل الضوضاء والأداء المترولوجي العالي ، وهو أمر مهم للغاية عند تنظيم الطرق السريعة.
لأكثر من 15 عامًا ، تم استخدام مستشعرات DS1820 في بناء أنظمة التحكم في درجة الحرارة متعددة النقاط في نطاق من -55 درجة مئوية إلى + 125 درجة مئوية ، فهي تسمح بمراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي والإشارة بسرعة إلى حقيقة أن درجة الحرارة يتجاوز نقطة التحديد. هذا ممكن بفضل الذاكرة غير المتطايرة المضمنة في الشريحة.
تعد مستشعرات DS18B20 أكثر تقدمًا - فهي تسمح ببرمجة عرض البت للنتيجة عبر سلك واحد ، وبالتالي تحديد معدل التحويل. الكود الرقمي الخارج من المستشعر هو بالفعل نتيجة قياس درجة الحرارة ولا يلزم إجراء المزيد من التحويلات.
مستشعر DS1822 هو نسخة مبسطة وغير معايرة من مستشعر DS18B20 ، وهو أرخص ويتيح أنظمة التحكم في درجة الحرارة متعددة النقاط منخفضة التكلفة. هناك أيضًا إصدار اقتصادي ثنائي السن ، مثل DS1822-PAR ، والذي يتم تشغيله في وضع الطفيلي أحادي السلك.
يوجد أيضًا مقياس حرارة أحادي السلك DS1825 ، والذي يحتوي على 4 دبابيس عناوين بحد أقصى 16 عنوانًا محليًا على خط أحادي السلك. تسمح هذه الميزة للفني بالعثور على ما يصل إلى 16 مقياس حرارة للتحكم في درجة الحرارة متعدد النقاط الموجودة على خط في شبكة السلك الواحد. هذا لا يتطلب مطابقة جداول من عناوين فردية 64 بت ، أي أن أداء مثل هذا النظام سيزداد.