เซ็นเซอร์อุณหภูมิในตัว (เซ็นเซอร์อุณหภูมิ IC)—ข้อดีและการใช้งาน

บางทีวิธีที่ทันสมัยที่สุดในการวัดอุณหภูมิในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือการใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิ IC เซ็นเซอร์ดังกล่าวสามารถสร้างลงในไมโครเซอร์กิตได้โดยตรง และเนื่องจากลักษณะเฉพาะ I — V ของสารประกอบเซมิคอนดักเตอร์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ วันนี้จึงเปิดโอกาสให้นักพัฒนาสร้างอุปกรณ์ตรวจวัดที่แม่นยำได้มากมาย ทิศทางกำลังพัฒนาค่อนข้างเร็วมีลักษณะเฉพาะซึ่งจะกล่าวถึงในบทความนี้

เซ็นเซอร์อินทิกรัลไดโอดมีข้อดีมากกว่า เทอร์โมคัปเปิล และเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทานแพลทินัม แม้ว่าพวกมันจะสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ — ไม่เกิน 150°C เซ็นเซอร์มีขนาดกะทัดรัดมาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงติดตั้งในตัวได้อย่างสะดวก และยังผลิตได้ในราคาถูกอีกด้วย

เซ็นเซอร์ดังกล่าวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรวมเข้ากับเรกูเลเตอร์ แอมพลิฟายเออร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่ต้องการการตรวจสอบอุณหภูมิออนไลน์ที่แม่นยำเซ็นเซอร์ไดโอดมีความไวและแม่นยำมาก ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลักสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

มีพื้นที่มากขึ้นเรื่อย ๆ ที่เซ็นเซอร์ในตัวจะพอดี เริ่มตั้งแต่ระบบการวัดอุณหภูมิของโมดูลการวัด สิ้นสุดด้วยการวัดอุณหภูมิของโปรเซสเซอร์ และการประยุกต์ใช้ในระบบควบคุมที่มีพารามิเตอร์ควบคุมมากมาย เช่น อุณหภูมิ ความดัน ฯลฯ

การรวมเซ็นเซอร์ไดโอดในตัวเข้ากับระบบตรวจสอบอุณหภูมิระยะไกลเพื่อวัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัยจะเป็นประโยชน์อย่างมาก เพื่อให้สัญญาณเตือนทำงานอย่างเคร่งครัดเมื่ออุณหภูมิสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

เซ็นเซอร์อินทิกรัลตัวแรกได้แสดงให้เห็นแล้วว่าเหนือกว่า เทอร์มิสเตอร์เนื่องจากเทอร์มิสเตอร์การพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมินั้นอยู่ไกลจากเชิงเส้นและสำหรับเซ็นเซอร์ไดโอดลักษณะเอาต์พุตจะกลายเป็นเชิงเส้นทันที

เซ็นเซอร์อินทิกรัลจัดอยู่ในประเภทอะนาล็อกและดิจิตอล และสามารถให้สัญญาณกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนของอุณหภูมิ เซ็นเซอร์อะนาล็อกไม่สูญเสียความนิยมเนื่องจากช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานค่อนข้างใหญ่ - ตั้งแต่ 4 ถึง 30 โวลต์ในขณะที่สายส่งสัญญาณไม่มีความไวต่อแรงดันไฟฟ้าตก แม้ว่าเครื่องมือส่วนใหญ่ในปัจจุบันต้องการรูปแบบดิจิทัลสำหรับข้อมูลอินพุต แต่สัญญาณอะนาล็อกสามารถแปลงเป็นดิจิทัลได้อย่างง่ายดายโดยใช้ ADC

ในโซลูชันจำนวนมากที่ใช้กับงานตรวจสอบและการวัด เซ็นเซอร์ไดโอดมี ADC อยู่ภายใน เนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตช่วยให้เซ็นเซอร์ดังกล่าวมีความคุ้มค่าสัญญาณเอาต์พุตของเทอร์โมมิเตอร์แบบอินทิกรัลดิจิทัลได้รับในรูปแบบ 1 หรือ 0 ซึ่งสะดวกสำหรับการถ่ายโอนไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ภายนอก

ฟังก์ชันเพิ่มเติมยังเป็นไปได้ในเซ็นเซอร์อุณหภูมิในตัว: การตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า การวัดอุณหภูมิของวัตถุระยะไกล การวัดอัตราการไหล การส่งสัญญาณว่าเกินอุณหภูมิที่ตั้งไว้

เซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบดิจิทัลในตัว เช่น DS18S20 ได้รับความนิยมมาอย่างยาวนานสำหรับเทคโนโลยี 1-Wire ทั่วโลก แม้ว่าเดิมจะรู้จักกันในชื่อเซ็นเซอร์ DS1820 ที่เลิกผลิตไปแล้วก็ตาม เซ็นเซอร์เหล่านี้มีคุณสมบัติในการแยกสัญญาณรบกวนและประสิทธิภาพมาตรวิทยาสูง ซึ่งมีความสำคัญมากเมื่อต้องจัดระเบียบทางหลวง

เป็นเวลากว่า 15 ปีแล้วที่เซ็นเซอร์ DS1820 ถูกนำมาใช้ในการสร้างระบบควบคุมอุณหภูมิแบบหลายจุดในช่วงตั้งแต่ -55 °C ถึง +125 °C เซ็นเซอร์เหล่านี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์และส่งสัญญาณได้อย่างรวดเร็วว่าอุณหภูมิ เกินจุดที่กำหนด สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนในชิป

เซ็นเซอร์ DS18B20 ล้ำหน้ากว่า — ช่วยให้สามารถตั้งโปรแกรมความกว้างบิตของผลลัพธ์ผ่าน 1 -Wire ซึ่งเป็นการตั้งค่าอัตราการแปลง รหัสดิจิทัลที่ออกมาจากเซ็นเซอร์เป็นผลของการวัดอุณหภูมิอยู่แล้ว และไม่จำเป็นต้องทำการแปลงเพิ่มเติมอีก

เซ็นเซอร์ DS1822 เป็นเซ็นเซอร์ DS18B20 รุ่นที่เรียบง่ายและไม่ผ่านการปรับเทียบ มีราคาถูกกว่าและช่วยให้ระบบควบคุมอุณหภูมิแบบหลายจุดต้นทุนต่ำ นอกจากนี้ยังมีรุ่นสองพินราคาประหยัด เช่น DS1822-PAR ซึ่งจ่ายไฟในโหมดสายเดี่ยวแบบปรสิต

นอกจากนี้ยังมีเทอร์โมมิเตอร์แบบสายเดี่ยว DS1825 ซึ่งมีพินแอดเดรส 4 พิน สูงสุด 16 แอดเดรสภายในแบบสายเดียว คุณลักษณะนี้ช่วยให้ช่างเทคนิคสามารถค้นหาเทอร์โมมิเตอร์แบบควบคุมอุณหภูมิแบบหลายจุดได้มากถึง 16 ตัวที่อยู่บนสายในเครือข่ายแบบ 1-Wire สิ่งนี้ไม่ต้องการการจับคู่ตารางของที่อยู่แต่ละรายการ 64 บิต นั่นคือประสิทธิภาพของระบบดังกล่าวจะเพิ่มขึ้น