Fotoacoplador y su circuito de aplicación Figura

La ciencia y la tecnología son inseparables de la medición. El propósito de la medición es obtener información sobre las propiedades físicas o químicas del objeto bajo prueba, para evaluar o controlar el objeto que se va a probar según esta información. El dispositivo que realiza esta función se llama sensor. Los sensores son productos de vanguardia de la tecnología de la información. Se usan ampliamente en la producción industrial y agrícola, la investigación científica y las materias primas, especialmente los sensores de temperatura. Se usan ampliamente y tienen una gran cantidad de sensores. El desarrollo de los sensores de temperatura ha pasado por las siguientes tres etapas: (1) sensores de temperatura discretos tradicionales (incluyendo componentes sensibles), principalmente capaces de cambiar entre electricidad y electricidad.
(2) Sensor /controlador de temperatura integrado analógico; (3) Sensor de temperatura inteligente. En la actualidad, los nuevos sensores de temperatura internacionales se están desarrollando de analógico a digital, de integrado a inteligente y en red.

2 Existen muchos métodos de clasificación para sensores de clasificación de sensores. Hay dos tipos de sensores de uso común: uno se divide de acuerdo con los parámetros que deben medirse y el otro se divide de acuerdo con el principio de transformación. Generalmente clasificados según los parámetros medidos, se pueden dividir en parámetros térmicos: temperatura, calor específico, presión, flujo, nivel de líquido, etc., parámetros mecánicos: desplazamiento, fuerza, aceleración, peso, etc., parámetros físicos: gravedad específica, concentración, cálculo Monitoreo, etc.; parámetros de cantidad de estado: color, grieta, desgaste, etc. El sensor de temperatura es un parámetro térmico. El sensor de temperatura se puede dividir en dos categorías según el modo de contacto del sensor en el medio medido: uno es un sensor de temperatura de contacto, el otro es un sensor de temperatura sin contacto, y el componente de medición de temperatura del sensor de temperatura de contacto y el objeto a probar deben tener una buena El contacto térmico, a través del principio de conducción y convección de calor para lograr el equilibrio térmico, el valor en este momento es la temperatura del objeto bajo prueba. Este método de medición de la temperatura es relativamente preciso y también puede medir la distribución de la temperatura dentro del objeto hasta cierto punto, pero para los objetos que se mueven, tienen una pequeña capacidad térmica o tienen efectos corrosivos en el elemento sensor de temperatura, este método producirá Gran error El elemento de medición de temperatura de la medición de temperatura sin contacto no contacta con el objeto a medir. El principio más comúnmente usado es el principio de intercambio de calor radiante. Las características principales de este tipo de método de medición de temperatura son objetivos pequeños que pueden medir el estado de movimiento y objetos con capacidad de calor rápida o pequeña, y distribuciones de temperatura de los campos de temperatura, pero están muy afectados por el ambiente.

3 Principio y desarrollo de sensores 3.1 Sensores de temperatura discretos tradicionales y termopares Sensores de termopar Los sensores de termopar son los sensores de temperatura más utilizados en la medición industrial. Están en contacto directo con el objeto bajo prueba. Influido por medio intermedio, tiene alta precisión, amplio rango de medición, medición continua de -50 ° C a 1600 ° C, termopar especial como oro-níquel-cromo, mínimo detectable -269 ° C, tungsten-铼 Hasta 2800 ° C. Los sensores de termopar funcionan principalmente con efectos termoeléctricos. Dos conductores diferentes A y B están conectados para formar un circuito cerrado, que constituye un elemento sensor de temperatura, como se muestra en la Figura 1. Cuando hay una diferencia de temperatura entre las dos uniones 1 y 2 de los conductores A y B, se genera una fuerza electromotriz entre las dos, y se forma una cierta cantidad de corriente en el bucle. Este fenómeno se denomina efecto termoeléctrico, también llamado efecto termoeléctrico. . Los termopares utilizan este efecto para trabajar. Un extremo del termopar es un par de conductores A y B soldados entre sí, llamados el extremo de trabajo, colocados en el medio medido con una temperatura de t. El otro extremo se llama referencia o extremo libre y se coloca a una temperatura constante de t0. Cuando la temperatura del medio medido en el extremo de trabajo cambia, el potencial termoeléctrico cambia en consecuencia, y el potencial termoeléctrico se envía a la computadora para su procesamiento para obtener el valor de temperatura.

El optoacoplador y su diagrama de circuito de aplicación (transferencia) - zmurder - La diferencia de potencial termoeléctrico entre los dos extremos del termopar del blog se puede expresar mediante la siguiente fórmula: Et = E (t) -E (t0) donde: Et — El potencial termoeléctrico del termopar E (t) y mdash; el potencial termoeléctrico E (t0) y mdash cuando la temperatura es t; el potencial termoeléctrico cuando la temperatura es t0. Cuando la temperatura t0 del extremo de referencia es constante, el potencial termoeléctrico solo está relacionado con la temperatura en el extremo de trabajo, es decir Et = f (t). Cuando el material del electrodo caliente que constituye el termopar es uniforme, la magnitud del potencial termoeléctrico es independiente de la longitud y el diámetro del propio electrodo caliente, y solo se relaciona con la composición del electrodo caliente y la temperatura en ambos extremos.

3.2 Sensores de temperatura integrados (IC) (1) Sensores de temperatura integrados analógicos Los sensores integrados se fabrican mediante un proceso integrado de semiconductores de silicio, de ahí el nombre Sensor de silicona o sensor de temperatura integrado monolítico. El sensor de temperatura integrado analógico se introdujo en la década de 1980. Es un IC dedicado que integra un sensor de temperatura en un solo chip para realizar la medición de temperatura y la salida de señal analógica. Las características principales del sensor de temperatura integrado analógico son función única (solo medición de temperatura), error de medición de temperatura pequeña, precio bajo, respuesta rápida, larga distancia de transmisión, tamaño pequeño, consumo de micro potencia, etc. Es adecuada para mediciones de temperatura y control a larga distancia. Se requiere calibración no lineal y el circuito periférico es simple. Un sensor integrado que todavía se usa ampliamente en el hogar y en el extranjero, a continuación se describe un sensor de temperatura IC con alta sensibilidad y alta precisión; AN6701. El diagrama esquemático de AN6701 se muestra en la Figura 2. Consiste en un circuito de detección de temperatura, un circuito de compensación de temperatura y un amplificador de búfer.

Fotoacoplador y su diagrama de circuito de aplicación (transferencia) - zmurder - el punto de inicio del blog IC circuito de detección del sensor de temperatura es utilizar el transistor a la diferencia entre la densidad de corriente de los dos emisores para generar el voltaje del emisor de base Trabajando con el principio de la diferencia (VbC). La figura 3 muestra el diagrama del circuito de detección de temperatura y compensación de temperatura. En la Fig. 2, T1-T5 son circuitos de detección, y el circuito compuesto por T8-T11 y RC genera una corriente proporcional a su temperatura absoluta, que se inyecta en T7 a través de T12 y T13 para obtener una temperatura de compensación correspondiente a la corriente de inyección. RC es una resistencia externa, lo que hace que la calibración del sensor sea más conveniente.

Fotoacoplador y su diagrama de circuito de aplicación (transferencia) - zmurder - el punto de inicio del blog (2) Sensor de temperatura inteligente El sensor (también conocido como sensor de temperatura digital) se introdujo a mediados de los años noventa. Es el resultado de la microelectrónica, la tecnología informática y la tecnología de prueba automatizada (ATE). En la actualidad, una variedad de productos de sensores de temperatura inteligentes se han desarrollado internacionalmente. El sensor de temperatura inteligente contiene internamente un sensor de temperatura, un convertidor A /D, un procesador de señales, una memoria (o registro) y un circuito de interfaz. Algunos productos también vienen con un multiplexor, un controlador central (CPU), una memoria de acceso aleatorio (RAM) y una memoria de solo lectura (ROM). El sensor de temperatura inteligente se caracteriza por la capacidad de generar datos de temperatura y el control de temperatura relacionado, adaptarse a varios microcontroladores (MCU) y se basa en hardware para implementar funciones de prueba a través del software, y su armonía inteligente también depende de A nivel de desarrollo de software.

4 La nueva tendencia del desarrollo de sensores de temperatura inteligentes Después del siglo 21, los sensores de temperatura inteligentes están desarrollando alta precisión, multifunción, estandarización de bus, alta confiabilidad y seguridad, desarrollando sensores virtuales y sensores de red, y desarrollando chips monolíticos. Las direcciones de alta tecnología, como los sistemas de medición de temperatura, se están desarrollando rápidamente. 4.1 Mejora de la precisión y resolución de la medición de temperatura El primer sensor de temperatura inteligente introducido a mediados de la década de 1990 utiliza un convertidor A /D de 8 bits con una precisión de medición de baja temperatura y una resolución de solo 1 ° C. En la actualidad, se han introducido una variedad de sensores de temperatura inteligentes de alta resolución y alta velocidad en países extranjeros. Se utilizan convertidores A /D de 9 a 12 bits, y la resolución es generalmente de 0,5 a 0,0625 ° C. El sensor de temperatura inteligente de alta resolución DS1624 recientemente desarrollado por DALLAS Semiconductor Company de los Estados Unidos puede generar datos binarios de 13 bits con una resolución de hasta 0.03125 ° C y una precisión de medición de temperatura de ± 0.2 ° C. Para aumentar la velocidad de respuesta de los sensores de temperatura inteligentes multicanal, algunos chips utilizan conversores A /D de aproximación sucesiva de alta velocidad. Tomemos como ejemplo el sensor de temperatura inteligente de 5 canales AD78