01 DS18B20
Der Hauptgrund, warum der DS18B20 an erster Stelle steht, ist, dass er so häufig verwendet wird, dass ich am ersten Mal an den Temperatursensor denke.Es ist fast ein Temperatursensor, den viele Elektronikingenieure beim Einstieg berühren.Natürlich ist es aus einem bestimmten Grund so beliebt, hören Sie mir unten langsam zu.
Der DS18B20 ist ein Temperatursensor von Dallas, USA.Das Unternehmen von Dallas hat viele Stars vorgestellt, darunter die DS18B20, DS12C887, DS1302 und den hochpräzisen RTC-Clock-Chip DS3231, der in unserer Matrix-LED-Uhr verwendet wird.Wenn man das Datenblatt der Chips durchsucht, wird man feststellen, dass es neben dem Dallas-Logo auch das Maxim-Logo enthält, da es 2001 von American Express erworben wurde und jetzt eine vollständige Tochtergesellschaft von American Express ist.
DS18B20 kann gesagt werden, dass es viele Vorteile hat, ein kleines Volumen, ein breiter Temperaturbereich von -55 ℃ ~ + 125 ℃, die Genauigkeit von -10 ℃ ~ + 85 ℃ kann ± 0,5 ℃ erreichen, die Auflösung kann auf 12-Bit eingestellt werden, und die Verkabelung ist einfach, ohne Peripherieschaltungen zu erfordern.Fisch und Bär können nicht gleichzeitig, Single-Bus-Verkabelung ist einfach, aber seine Arbeitsreihenfolge ist sehr komplex, die Signalübertragung ist nur zwischen fein, ein wenig Unvorsichtigkeit (z. B. Verzögerungsfunktion nicht angemessen genug) kann zu Verwirrung der gesamten Sensor Arbeitsreihenfolge führen.Daher müssen Sie beim Schreiben des Steuerprogramms für den DS18B20 die Arbeitsreihenfolge bestimmen und die entsprechende Verzögerungsfunktion verwenden.Ich habe es zuvor in einigen Low-Power-Systemen mit RTOS verwendet, die die Arbeit mit der Software erschweren, was dazu führte, dass ich mich später davon entfernt und es durch andere Lösungen ersetzt habe.
02 Thermostore und Thermoelemente
Das Zusammensetzen von Thermostoren und Thermoelektronen bedeutet nicht, dass sie eine Sache sind, sie sind zwei verschiedene Geräte, die zusammengesetzt werden, weil sie etwas ähnlich sind und beide einige Temperaturschaltungen hinzufügen müssen, um zu funktionieren.Ein Thermostor ist, wie der Name schon sagt, eine Klasse von Komponenten, deren Widerstandswerte sich entsprechend ändern, wenn sich die Temperatur ändert.Nach Temperaturkoeffizienten werden Thermostore mit positivem Temperaturkoeffizient (PTC) und Thermostore mit negativem Temperaturkoeffizient (NTC) unterteilt.Je höher die PTC-Temperatur ist, desto höher ist der NTC-Temperaturanstieg.Der Vorteil ist, dass es billig ist, und ich habe es früher in einigen Projekten verwendet, in denen die Kosten kontrolliert werden müssen und zufällig ADC haben.Wenn es jedoch keinen ledigen ADC in einem Projekt gibt oder gar keinen ADC gibt, ist es nicht sehr kostengünstig, einen einzelnen ADC hinzuzufügen.
Das Prinzip der Thermoelektrommessung des Thermoelektromkoppels besteht darin, den thermoelektrischen Effekt des Leiters zu nutzen, kurz gesagt, dass zwei verschiedene Leiter oder Halbleiter an beiden Enden verschweißt werden, um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden, wenn es einen Temperaturunterschied zwischen den beiden Punkten gibt, wird eine thermoelektrische Dynamik erzeugt, und es gibt einen Wärmestrom im Kreislauf.Die Wärmekraft steigt mit steigender Temperatur.Die thermische Potenz ist mit dem Leitermaterial verbunden, mit der Zwei-Punkt-Temperatur, wenn das Material unverändert ist, hat die thermische Potenz eine feste Funktionsbeziehung zu der Temperatur.Mit dieser Funktion kann die Temperatur gemessen werden.Bei der Auswahl unterschiedlicher Materialien gibt es unterschiedliche Temperaturbereiche.Der Vorteil ist, dass ein breiter Messbereich, häufig verwendete Thermoelektrode von -50 ~ + 1600 ° C können kontinuierlich gemessen werden, einige spezielle Thermoelektrode können niedriger -269 ° C (wie Gold, Eisen, Nickel, Chrom) messen, höher bis zu + 2800 ° C (wie Wolfram-Rhen).
Der gleiche Nachteil von Thermostoren und Thermoelektronen ist, dass zusätzliche Messschaltungen erforderlich sind, was etwas schwieriger ist als der oben erwähnte DS18B20 und diese integrierten Sensoren, die später erwähnt wurden, und die Genauigkeit im Allgemeinen, wenn Sie eine hohe Genauigkeit erreichen möchten, müssen Sie einige Kalibrierungen und Kompensationen hinzufügen, was einige Kosten erhöhen wird.
03 TMP112
Ich erwähnte die Komplexität der Zeitreihenfolge des DS18B20 und ersetzte ihn später durch den TMP112.Dies ist ein digitaler Temperatursensor von Texas Instruments mit Schnittstelle I.2C. Temperaturbereich von -55 °C bis +150 °C mit einer Genauigkeit von 0,5 °C (maximal) im Bereich von 0 °C bis +65 °C.Es ist ein guter Ersatz für Thermostore.Dieser Temperatursensor hat einen besonders attraktiven Vorteil, ist sein Stromverbrauch, das ist auch ein sehr wichtiger Grund, warum ich ihn im Projekt benutze, was ich meist tun würde, ist ein Projekt mit niedrigem Stromverbrauch, zwei Batterien arbeiten für ein oder zwei Jahre, so dass es 10uA Arbeitsstrom und 1uA Abschaltstrom sehr attraktiv ist, braucht keine externe Schaltsteuerung mehr.So kann ein geringer Stromverbrauch erreicht werden.
Aber im Laufe der Zeit habe ich es wieder aufgegeben und einen neuen Temperatursensor verwendet, und der Hauptgrund dafür war seine Verpackung.Es gibt nur eine Verpackung.SOT563，Die Größe ist 1,6 mm * 1,2 mm, ist wirklich zu klein, Schweißen Probleme, also habe ich es ersetzt, diesmal was für eine Folie?
04 LMT84 und TMP235
Der LMT84 und der TMP235 sind ebenfalls Temperatursensoren von Texas Instruments, die im Gegensatz zum obigen digitalen Temperatursensor TMP112 zu analogen Temperatursensoren gehören.Die beiden, die ich zuerst verwendete, war LMT84, die auf dem Öldetektionssensor verwendet wurde, der größte Unterschied zwischen dem Ölbohrsensor und dem gewöhnlichen Sensor ist die Umgebungstemperatur, Kilometer unter dem Boden, die Temperatur ist sehr hoch, der Mindestanzeiger muss auch eine Temperaturbeständigkeit von 150 ° C erfordern.Es ist die Grundlage für die Temperaturkompensation anderer Sensoren.Ich entschied mich für den LMT84 mit einem gewissen Risiko und machte zahlreiche Experimente im Hochtemperatur-Labor, um festzustellen, dass er tatsächlich bei Temperaturen bis zu 150 ° C stabil und kurze Zeit bis zu 175 ° C ohne Probleme funktioniert.Das TMP235 war etwas, das ich später entdeckte, als ich versehentlich auf der TI-Website surfte und sofort bei JTE bestellte.Der Grund, warum er gewählt wurde, war seine Genauigkeit im Vergleich zum LMT84 (TMP235A2 ±0,5°C) und ein geringer Preisunterschied.Ich habe es in einigen der letzten Projekte verwendet.
Die damaligen Testplatten
Der Hauptgrund, warum ich mich für diese Art von analogen Temperatursensoren von TI interessiere, ist die einfache Bedienung.Sie sind einfacher als die oben erwähnten, sie können direkt verwendet werden, solange ein ADC im System vorhanden ist, keine komplizierten Kalibrierungsprozesse in der Software erforderlich sind, zwei oder drei Formeln werden alle erledigt.Auch auf der Hardware muss man nur einen Block hinzufügen, um Wellen zu filtern.
05 AD590
Der AD590 ist eine integrierte Temperaturstromquelle mit zwei Enden der US-amerikanischen Firma ANALOG DEVICES, deren Ausgangsstrom proportional zur absoluten Temperatur ist.Im Spannungsbereich von 4V bis 30V kann das Gerät als hoher Impedanz, konstanter Stromregler mit einem Regulierungskoeffizienten von 1 µA/K (beachten Sie Kelvin) funktionieren.
Ein großer Vorteil für den AD590 ist die Stabilität, ein Temperatursensor, der weit verbreitet wird in schwierigen Umgebungsbereichen wie der Öldetektion, die Verwendung der oben erwähnten beiden Sensoren ist etwas problematisch.Sein Temperaturmessbereich ist sehr breit, die offizielle Bezeichnung -55 ℃ ~ + 150 ℃, in der Tat habe ich viele Experimente gemacht, und es kann tatsächlich bis zu 175 ℃ stabil arbeiten (gleichzeitig mit anderen hochtemperaturbeständigen Geräten), das ist der Grund, warum diese Hochtemperatur-Gelegenheiten es wählen.Hier ist die Schaltung, die ich benutze.
06 Zusammenfassung
Aufgrund der Länge des Artikels habe ich hier eingeführt, in der Tat gibt es viele ausgezeichnete Temperatursensoren, die ich nicht eingeführt habe, können Sie im Nachrichtenbereich hinzufügen, so dass alle gemeinsam lernen und gemeinsam Fortschritte machen.Die Auswahl von Temperatursensorprodukten mag eine kleine Sache erscheinen, aber aufgrund der Vielfalt der verfügbaren Produkte ist es nicht so einfach, einen Sensor zu wählen, der das Budget erfüllt, die Funktion erfüllt und einfach und bequem ist.
