Цифровой датчик температуры

Оглавление

2. Двухпроводные датчики

2.1 DS620 Низковольтный термометр и термостат, точность 0,5°C

2.2 DS1621 Термометр и термостат

2.3 DS1624 Термометр и память

2.4 DS1629 Термометр и часы реального времени

2.5 DS1631, DS1731 Высокопрецизионный термометр и термостат

2.6 DS1721 Термометр и термостат

2.7 DS1775 Термометр и термостат

2.8 DS75LV Термометр и термостат

2.9 DS75LX Термометр и термостат с расширенной адресацией

2.10 DS7505 Термометр и термостат

2.11 LM 73 Питание 2,7 В, 11-14- битное разрешение

2.12 LM 75A Датчик и сторожевое устройство температуры

2.13 LM 75B (С) Датчик и сторожевое устройство температуры

2.14 LM 76 Датчик и сторожевое устройство температуры, точность ±0.5°C, ±1°C,

2.15 LM77 Разрешение 9-бит + полярность, компаратор теплового интервала

2.16 LM 82 Дистанционный диод и локальный датчик

2.17 LM 83 Дистанционное и локальное измерение температуры

2.18 LM 84 Дистанционное и локальное измерение температуры

2.19 LM86 Дистанционное и локальное измерение температуры с точностью ±0.75°C

2.20 LM89 Дистанционное и локальное измерение температуры с точностью ±0,75°C

2.21 LM92 Точность ±0,33°C, ±1°C, 12 бит + полярность, компаратор теплового интервала

2.22 LM 95213 Два дистанционных и 1 локальный датчик с выходами TCRIT

2.23 LM 95214 Четыре дистанционных и 1 локальный датчик

2.24 LM 95221 Четыре дистанционных и 1 локальный датчик

2.25 LM 95233 Два прецизионных дистанционных датчика и 1 локальный датчик, технология TruTherm™

2.26 LM 95234 Четыре дистанционных датчика и 1 локальный датчик, технология TruTherm™

2.27 MAX6629- MAX6631 Разрешение 12 битов + полярность

2.28 MAX6648, MAX6692 Прецизионное измерение удаленных/местных температур с сигнализацией превышения температуры

2.29 MAX6646, MAX6647, MAX6649 Прецизионное измерение удаленных/местных температур (+145°C ) с сигнализацией превышения температуры

2.30 MAX6680, MAX6681 Надежное измерение удаленных/местных температур

2.31 MAX6690 Измерение удаленных/местных температур с точностью 2°C

2.32 MAX7500 Датчик и защитная блокировка шины

2.33 MAX7501 Датчик и сторожевое устройство температуры

2.34 MAX7502 Датчик и защитная блокировка шины

2.35 MAX7503 Датчик и сторожевое устройство температуры

2.36 MAX7504 Датчик и сторожевое устройство температуры

2.37 MAX1619 Измерение удаленных/местных температур, два выхода аварийной сигнализации

2.38 MAX1617A Измерение удаленной и местной температуры

2.43 TCN75 Датчик и контроль температуры

2.44 TMP100 Датчик

2.45 TMP100-EP Усовершенствованный датчик

2.46 TMP101 Программируемый термостат/функции аварийной сигнализации

2.47 TMP102 Маломощный датчик

2.48 TMP105 Датчик

2.49 TMP106 Корпус с размерами кристалла (Chip Scale)

2.50 TMP112 Маломощный сверхточный датчик

2.51 TMP175 Датчик

2.52 TMP400 Дистанционное и локальное измерение температуры с точностью 1°C и коррекцией последовательного сопротивления

2.53 TMP411 Дистанционное и локальное измерение температуры с точностью 1°C, коррекция последовательного сопротивления и η-коэффициента

2.54 TMP421, 422,423 Дистанционное и локальное измерение температуры с точностью +/-1°C

2.55 TMP431, 432 Точность ±1°C, компенсация Beta, η-коэффициента и последовательного сопротивления

2.56 TMP435 Точность ±1°C, компенсация Beta, η-коэффициента и последовательного сопротивления

2.57 TMP441, 442 Точность ±1°C, компенсация Beta, η-коэффициента и последовательного сопротивления

3. Трехпроводные датчики

3.1 DS1620 Термометр и термостат

3.2 DS1626, DS1726 Высокопрецизионный термометр и термостат

3.3 DS1720 Экономичный термометр и термостат

3.4 DS1722 Термометр

3.5 LM 70 10 бит + полярность

3.6 LM 71 13 бит + полярность

3.7 LM 74 12 бит + полярность

3.8 LM 74A 12 бит + полярность, прибор/кристалл в бескорпусном исполнении

3.9 LM 95071 13-бит + полярность

3.10 LM 95172 От 13 до 16 бит, до 200°C

3.11 TMP121, 123 Датчик с точность 1,5C

Цифровые датчики температуры и влажности Sensirion

Компания Sensirion выпускает цифровые датчики влажности со встроенными датчиками температуры. Инновационная технология CMOSens, используемая компанией, позволила достичь небывалой долговременной стабильности измерений (0.5% в год) при максимальном удобстве эксплуатации. Датчики полностью калиброваны, имеют 2-хпроводной цифровой интерфейс.

В линейке датчиков влажности с цифровым выходом (двухпроводный последовательный CLK 1-10 МГц) представлены модели, позволяющие выбрать оптимальное соотношение функциональности и стоимости.

• • Повторяемость ±0.1%
• • Диапазон измерений -40…+123°C
• • Диапазон измеряемой влажности 0…100%
• • Напряжение питания 2.4….5.5 В
• • Взаимозаменяемы без калибровки
• • Время отклика менее 3 с

Цифровые датчики температуры от Dallas Semiconductor

Микросхема DS 18B20

До последнего времени неоспоримое преимущество по применению, конечно, принадлежало цифровому термометру DS 1820. Работая с простейшим интерфейсом — однопроводной шиной — в широком диапазоне температур от –55 °С до +125 °С, с хорошей помехоустойчивостью, эта микросхема позволяла создавать многоточечную систему температурного контроля. Однако этому прибору был присущ один существенный недостаток — при обработке информации внутри микросхемы мог прои-зойти сбой и выдача ложной информации. Поэтому фирма Dallas Semiconductor прекратила выпуск этой микросхемы с декабря 2000 года и выпустила на замену с устраненной ошибкой преобразования: DS 18S20 — прямая замена (в корпусе SOIC) и более совершенные — DS 18B20.

Цифровой термометр DS 18B20 позволяет считывать температуру (прибора) с разрешением от 9 до 12 разрядов (перестраиваемый).

Информация передается из/в DS 18B20 по однопроводному интерфейсу. Питание для чтения, записи и выполнения преобразования может быть получено или по шине данных, или от отдельного внешнего 3…5, 5 В источника питания.

Поскольку каждый DS 18B20 содержит уникальный серийный номер, записанный лазером при производстве, многочисленные DS 18B20 могут быть подключены на одну шину. Это позволяет разместить датчики в различных местах и собирать ведущему шины информацию по простому 2-проводному кабелю (прямой и обратный провод). На блок-схеме (рис. 1) показаны основные узлы DS 18B20.

Это:

1. 64-разрядное, записанное лазером ПЗУ.
2. Температурный датчик.
3. Энергозависимые температурные сигнальные триггеры «Твыс.» (Тh) и «Тниз.» (Tl).
4. Регистр конфигурации.

Связь с DS 18B20 осуществляется через однопроводный порт. Пока протокол функции ПЗУ не будет установлен, память и функции управления прибором будут недоступны. Ведущий шины сначала должен обеспечить одну из пяти команд функции ПЗУ:

1. Чтение ПЗУ.
2. Совпадение ПЗУ.
3. Поиск ПЗУ.
4. Пропуск ПЗУ.
5. Сигнальный (аварийный) поиск.

Эти команды управляют 64-разрядным лазерным ПЗУ прибора и могут выделить нужный из множества приборов, присутствующих на однопроводной шине. Ведущий шины может также узнать, сколько и какие типы приборов присутствуют. После успешного выполнения функциональной команды ПЗУ память и управление микросхемой доступны, и ведущий может обеспечить выполнение любой из 6 команд памяти и функциональных команд управления.

На рис. 1 показана схема, которая может использовать «паразитное» питание, то есть всякий раз, когда на выводе DQ высокий уровень, схема «похищает» энергию для подзарядки внутреннего источника (конденсатора) питания. Преимущество «паразитного» питания заключается в том, что:

1. Не требуется местный источник питания при дистанционном считывании температуры.
2. ПЗУ может быть считано при отсутствии нормального питания.

В момент температурного преобразования рабочий ток DS 18B20 достигает 1,5 мA, и по шине DQ ток может быть недостаточным. Эта проблема обостряется, если несколько приборов делают преобразование одновременно. В этом случае в течение активного цикла необходимо обеспечить прочное подтягивание шины DQ к источнику питания с по- мощью активного ключа, например MOSFET-транзистора, управляемого ведущим шины, как показано на рис. 2, а. Другой метод подачи тока — с помощью внешнего источника питания, подключенного к выводу Vdd со всеми плюсами и минусами такого включения (риc. 2, б). Использование «паразитного» питания не рекомендуется при температуре свыше +100 °С. В этом случае внешний источник должен подключаться непосредственно к ножке Vdd микросхемы.

Если ведущий шины не знает, какой прибор получает «паразитное» питание, а какой снабжается от внешнего, он может определить это следующим образом. Сначала ведущий посылает команду «Пропуск ПЗУ», а затем, выдает команду «Чтение источника питания». DS 18B20 пошлет назад по однопроводной шине «0», если у него «паразитное» питание, или «1», если запитка прибора происходит через ножку Vdd.

Измерение температуры

Функциональным ядром DS 18B20 является температурный датчик прямого преобразования в цифровой код. Это патентованная схема использует 2 генератора частоты с разными температурными коэффициентами, настроенными на одну температурную точку (обычно –55 °С). Разность между количеством выработанных одним и другим генераторами импульсов за единицу времени является исходным значением для определения соответствия цифрового кода и измеряемой температуры. Накопительный сумматор, входящий в функциональное ядро, позволяет скорректировать все нелинейности во всем диапазоне температур. Поэтому дополнительной подстройки или использования АЦП не требуется. Точность измерения прибора указана в их технических условиях. Разрешающая способность DS 18B20 с 12-разрядным считыванием выпускается заводом — по умолчанию. Пользователь может сконфигурировать разрешение в 9, 10, 11 или 12 разрядов. После выдачи команды «Преобразование Т» (44h) прибор выполняет температурное преобразование. Цифровые данные сохраняются в сверхоперативной (блокнотной) памяти на 16 разрядов. Старшие значащие разряды температурного регистра содержат знаковый (S) бит. При S =1 — температура отрицательная и записывается в формате с дополнением до 2-х. Если DS18B20 сконфигурирован для более низкой разрешающей способности (ниже 12 разрядов), незначащие разряды будут содержать нули.

Аварийная сигнализация

После того как DS 18B20 выполнил температурное преобразование, значение температуры сравнивается со значением, хранящимся в триггерах Твыс. (Th) и Тниз. (Tl). Эти регистры только 8-разрядные, и разряды с 9 по 12 для сравнения не используются. Если результат температурного измерения выше, чем Твыс, или ниже Тниз, внутри прибора устанавливается сигнальный флажок, который корректируется с каждым температурным измерением. Пока сигнальный флажок установлен, DS 18B20 ответит на аварийную команду поиска. Это позволяет соединять множество приборов, делающих одновременно температурные измерения, в параллель. Если температура выходит за установленные пределы, прибор(ы) будет идентифицирован и немедленно считан. При этом нет необходимости считывать не аварийные приборы.

64-разрядное, записываемое с помощью лазера ПЗУ

Каждый прибор DS 18B20 содержит ПЗУ с уникальным 64-разрядным кодом. Первые 8 разрядов — однопроводный групповой код (для DS 18B20 — 28 h). Далее следует 48-разрядный уникальный серийный номер. Последние 8 разрядов — контрольный избыточный циклический код (CRC) первых 56 разрядов. Ведущий шины может вычислить значение CRC по первым 56 разрядам ПЗУ и сравнить это со значением, хранящимся в DS 18B20. Совпадение вычисленного и имеющегося в ПЗУ CRC безошибочно определяет правильность получения данных ПЗУ ведущим шины. Эквивалентная полиноминальная функция контрольного избыточного циклического кода: CRC = X8+X5+X4+1.

По этой же функции DS 18B20 генерирует 8-разрядное значение CRC и выдает ее ведущему для подтверждения правильности переданных данных. Ведущий по значению, полученному от прибора, также вычисляет CRC и сравнивает его с CRC прибора (9 байт блокнотной памяти). Сравнение значений CRC и решение о продолжении операции полностью определяет ведущий шины. Более подробную информацию о далласовском однопроводном циклическом избыточном коде контроля можно найти в AN 27, названном Understanding and Using Cyclic Redun Checks with Dallas Semiconductor Touch Memory Products.