1.6. Кремниевые датчики температуры
Их работа основана на зависимости сопротивления полупроводника «кремний» от температуры. Рабочих диапазон данных приборов находится в пределах -50°С до +150°С, в котором они показывают отличные эксплуатационные характеристики. У кремниевых датчиков температуры нет проблем с калибровкой, а также с совместимостью с различными типами выходных интерфейсов. Идеально подходя для промера температуры внутри электронной техники. Рабочий диапазон жидкостных и газовых термометров широк — от -200°С до +500°С. Наиболее часто данный тип датчиков температур применяется для визуального контроля в холодильном оборудовании и нагревательных приборах.
1.7. Интегральные термостаты
Следующую группу датчиков температуры составляют интегральные термостаты. Эта группа представлена четырьмя сериями: LM26, LM27, LM56 и LM66. Эти серии, кроме LM56, имеют заводские установки - величину пороговой температуры, по достижении которой выходной сигнал меняет свое логическое состояние. Рассмотрим подробнее работу термостата LM56, который позволяет задавать температуру срабатывания. Этот термостат содержит термосенсор (так же, как LM60), источник опорного напряжения 1,25 В и два компаратора с предустановленным температурным гистерезисом. Встроенный стабилизатор напряжения обеспечивает работу этого термостата в диапазоне от 2,7 до 10 В. Потребляемый ток составляет менее 200 мкА, поэтому данный термостат относится к разряду малопотребляющих. Внутренний термосенсор дает на выходе 6,2 мВ на градус. Смещение выходного напряжения составляет 395 мВ. Три внешних резистора задают уровни для двух компараторов.
Термостаты с возможностью установки 2 контролируемых температур с помощью 3 внешних резисторов.
Рис. 1.6. Схема электрическая функциональная термостата
Выбор датчика.
Среди огромного разнообразия предложенных датчиков температуры, для рассмотрения конкретного, я выбираю терморезисторы типа ММТ-4 и КМТ-4.
Выбранные терморезисторы типов ММТ-4 и КМТ-4 заключены в металлические капсулы и герметизированы, благодаря чему они могут быть использованы в условиях любой влажности и даже в жидкостях, не являющихся агрессивными относительно корпуса терморезистора.
Рис. 1.7. Устройство терморезисторов.
Температурная зависимость сопротивления является главной характеристикой терморезисторов, в значительной степени определяющей остальные характеристики этих изделий. Естественно, она аналогична температурной зависимости удельного сопротивления полупроводника, из которого изготовлен данный терморезистор.
Рис. 1.8. Температурная характеристика
На графике: (а) – терморезистор с отрицательным ТКС, (б) – с положительным.
Температурная характеристика – зависимость R(T), снимающаяся в установившемся режиме.
Сведения о терморезисторах типа ММТ-4 и КМТ-4.
Масса: не более 0,6 г
Диапазон номинальных сопротивлений:
КМТ-4: 22∙103-1∙106 Ом
ММТ-4: 1∙103-220∙103 Ом
Примечание: промежуточные значения номинальных сопротивлений соответствуют ряду Е6 с допуском ±20%.
Максимальная мощность рассеяния:
КМТ-4: 1000 мВт
ММТ-4: 600 мВт
Температурный коэффициент сопротивления:
КМТ-4: -(4,2-8,4) %/°C
ММТ-4: -(2,4-5,6) %/°C
Коэффициент температурной чувствительности:
КМТ-4: 3600-7200 К
ММТ-4: 2060-4300 К
Коэффициент рассеяния: 5 мВт/°C
Коэффициент энергетической чувствительности:
КМТ-4: 1 мВт
ММТ-4: 1,3 мВт
Постоянная времени: не более 85с
Предельные эксплуатационные данные:
Температура окружающей среды:
КМТ-4: от -60 до +155 °C
ММТ-4: от -60 до +125°C
Относительная влажность воздуха:
КМТ-4, ММТ-4 при температуре ±25 °C: до 98%
Пониженное атмосферное давление: до 133 Па (1 мм рт. ст.)
Минимальная наработка:
КМТ-4, ММТ-4: 15 000 часов
Срок сохраняемости:
КМТ-4, ММТ-4: 15 лет