Capteurs de température intégrés (capteurs de température IC)—Avantages et applications
La façon la plus moderne de mesurer la température dans l'électronique est peut-être l'utilisation de capteurs de température IC. De tels capteurs peuvent être intégrés directement dans des microcircuits et, en raison de la dépendance de la caractéristique I - V d'un composé semi-conducteur à sa température, ils offrent aujourd'hui aux développeurs de nombreuses opportunités pour créer des dispositifs de mesure précis. La direction se développe assez rapidement, elle a ses propres caractéristiques, qui seront abordées plus loin dans cet article.
Les capteurs intégrés à diode offrent des avantages par rapport thermocouples et les thermomètres à résistance de platine, bien qu'ils puissent fonctionner à des températures relativement basses - pas plus de 150 ° C. Les capteurs sont très compacts, c'est pourquoi ils sont intégrés de manière pratique et ils sont également peu coûteux à fabriquer.
Ces capteurs sont idéaux pour l'intégration dans des régulateurs, des amplificateurs, des microcontrôleurs et d'autres appareils électroniques où une surveillance précise de la température en ligne est requise.Les capteurs à diodes sont très sensibles et précis - c'est leur principal avantage pour l'électronique.
Il y a de plus en plus de domaines où les capteurs intégrés s'adapteront. Partant des systèmes de mesure de la température des modules de mesure, se terminant par la mesure de la température des processeurs et l'application dans les systèmes de contrôle avec de nombreux paramètres contrôlés : température, pression, etc.
Il est extrêmement utile d'intégrer des capteurs à diodes intégrés dans des systèmes de surveillance de température à distance à des fins de sécurité incendie afin que l'alarme se déclenche strictement lorsque la température dépasse un seuil prédéterminé.
Les premiers capteurs intégrés ont déjà montré leur supériorité sur thermistances, car pour les thermistances, la dépendance de la résistance à la température est loin d'être linéaire, et pour les capteurs à diodes, la caractéristique de sortie s'avère immédiatement linéaire.
Les capteurs intégrés sont classés comme analogiques et numériques et peuvent fournir des signaux de courant ou de tension proportionnels à la température. Les capteurs analogiques ne perdent pas en popularité, car leur plage de tension de fonctionnement est assez large - de 4 à 30 volts, alors qu'il n'y a pas de sensibilité aux chutes de tension sur les lignes de transmission de signaux. Bien que la plupart des instruments nécessitent aujourd'hui un format numérique pour les données d'entrée, un signal analogique peut être facilement converti en numérique à l'aide d'un ADC.
Dans de nombreuses solutions appliquées aux tâches de surveillance et de mesure, les capteurs à diodes intègrent un ADC car la technologie de fabrication le permet - le capteur s'avère rentable.Le signal de sortie d'un thermomètre numérique intégral est maintenant obtenu au format 1 ou 0, ce qui est pratique pour le transfert vers un microcontrôleur externe.
Des fonctions supplémentaires sont également possibles dans les capteurs de température intégrés : surveillance des changements de tension, mesure de la température d'un objet distant, mesure du débit, signalisation que la température de consigne a été dépassée.
Les capteurs de température numériques intégrés tels que le DS18S20 ont depuis longtemps gagné en popularité pour la technologie 1-Wire dans le monde entier, même s'ils étaient à l'origine connus sous le nom de capteurs DS1820 abandonnés.Ces capteurs présentent une isolation phonique et des performances métrologiques élevées, ce qui est très important lors de l'organisation des autoroutes.
Depuis plus de 15 ans, les capteurs DS1820 sont utilisés dans la construction de systèmes de contrôle de température multipoints dans la plage de -55 ° C à + 125 ° C, ils permettent une surveillance de la température en temps réel et signalent rapidement le fait que la température dépasse le point de consigne. Ceci est possible grâce à la mémoire non volatile intégrée à la puce.
Les capteurs DS18B20 sont plus avancés — ils permettent de programmer la largeur de bit du résultat via 1 -Wire, fixant ainsi le taux de conversion. Le code numérique sortant du capteur est déjà le résultat de la mesure de la température et aucune autre conversion n'est nécessaire.
Le capteur DS1822 est une version simplifiée et non calibrée du capteur DS18B20, il est moins cher et permet des systèmes de contrôle de température multipoints à faible coût. Il existe également une version économique à deux broches, comme le DS1822-PAR, qui est alimentée en mode monofilaire parasite.
Il existe également un thermomètre monofilaire DS1825, qui possède 4 broches d'adresse pour un maximum de 16 adresses locales sur une ligne monofilaire. Cette fonctionnalité permet au technicien de trouver jusqu'à 16 thermomètres de contrôle de température multipoints situés sur une ligne du réseau 1-Wire. Cela ne nécessite pas de tables de correspondance d'adresses individuelles 64 bits, c'est-à-dire que les performances d'un tel système augmenteront.