Цифровые преобразователи температуры

Цифровые датчики температуры от Dallas Semicoductor

Фирма Dallas Semiconductor (далее DSC), предлагает широкий выбор фабрично-откалиброванных температурных датчиков/термостатов. Эти изделия включают разнообразные датчики прямого преобразования температуры в прямой код, а также аналоговые датчики. Все они имеют приличную точность без дополнительной подстройки и, с имеющимися характеристиками позволяют получать термосистемы высокой надежности и хорошего качества.

Общие сведения

Температурные датчики от DSC с прямым преобразованием сигнала в цифровую форму не требуют дополнительных аналого-цифровых преобразователей и имеют точность от ±0,5 °С до ±2,5 °С, гарантированную в широком диапазоне температур и уровней напряжения источника питания. Они могут работать в температурном диапазоне от -50 °С до +125 °С.

Многие температурные датчики с прямым преобразованием сигнала в цифровую форму могут функционировать в качестве термостата. Пользователь может сам устанавливать контрольные точки с гистерезисом. Некоторые из этих термостатов могут быть запрограммированы для автономной работы.

Часть цифровых температурных датчиков от DSC, могут работать с однопроводным интерфейсом фирмы Dallas. Также доступны изделия с двух-, трехпроводными и SPI-шинами. Одно- и двухпроводные приборы могут быть использованы для многоточечного мониторинга температуры, то есть множество датчиков может быть подключено к одной и той же шине. Кроме того, изделия группы «Термометр плюс», имея внутреннее ЭППЗУ и часы реального времени, позволяют с помощью центрального процессора снимать температурные характеристики с измеряемого объекта в течение длительного времени.

Фирма Dallas Semiconductor предлагает набор температурных датчиков с аналоговым выходом, которые измеряют температуру в диапазоне -40 °С… +125 °С и обеспечивает точность ±2 °С с крутизной 6, 25 mВ/ °С.

Набор тепловых приборов фирмы Dallas Semi-conductor позволяет улучшить системные характеристики (стабильность, надежность) огромного количества устройств. Контроль и управление условиями эксплуатации применимы для самого широкого спектра изделий. Это компьютеры и мобильные телефоны, принтеры, разнообразные промышленные системы, медицинское и научное оборудование, жилые и промышленные помещения и многое, многое другое.

Демонстрационные комплекты

Фирменные демонстрационные комплекты обеспечивают поддержку при разработке изделий с использованием термодатчиков. Если необходимо быстро оценить тепловые изделия от DSC применительно к вашей схеме, то демо-комплект — это то, что вам надо. Полный комплект включает: плату с выбранным прибором от DSC, DOS/Windows программное обеспечение, электронику интерфейса, описание комплекта. Так, демо-комплект DS 1701K позволит вам оценить весь набор однопроводных температурных датчиков, а DS 1702 K поддерживает двухпроводную продукцию. Эти демо-комплекты подключаются к последовательному порту персонального компьютера. Для наблюдения функционирования термодатчика DS 1821 выпускается демонстрационный комплект DS 1821 К. Разъем и кабель от DS 1821 К поставляются для подключения устройства к параллельному порту PC. Программное обеспечение под DOS. Все комплекты разработаны так, что питание они получают от PC через адаптер соответствующего порта, так что дополнительные источники питания не требуются.

Ниже приводятся краткие характеристики термодатчиков фирмы Dallas Semiconductor. В этих таблицах отражены все датчики, выпускаемые фирмой в настоящее время. Это позволяет сделать первичный выбор в пользу того или иного прибора на стадии принятия решения о разработры, а также демо-комплекты вы можете приобрести, позвонив по телефону: (095) 797-8993.

Ниже, насколько позволяет размер журнальной статьи, будут показаны некоторые различия при работе с цифровыми термометрами фирмы Dallas Semiconductor.

Продолжение следует.

Таблица 1. Справочные данные по выбору обнопроводных термометров

Применение

Особенности

• Исполнение SIL. сертифицированное T Ü V для систем защиты, разработанных по IEC 61508 (опция)

• Использование в условиях высоких требований безопасности согласно стандартам SIL 2 и SIL 3
• Конфигурируется при помощи практически любых программных и аппаратных средств
• Универсальный преобразователь для подсоединения 1 или 2 сенсоров

- Термометры сопротивления

- Термопары

- Потенциометры

Данные преобразователи разработаны для универсальных применений в различных областях промышленности. Они сочетают высокую точность, гальваническую изоляцию и превосходную защиту от электромагнитных воздействий. Через протокол HART ® преобразователи Т32 могут конфигурироваться и управляться различными средствами. Помимо обработки сигналов стандартных датчиков, например, по DIN EN 60 751, JISC1606, DIN 43 760, DIN EN 60 584 или DIN 43 710, также возможно преобразование специфических характеристик по запросу пользователя.

При использовании двух сенсоров (или двойного сенсора) и выходе из строя одного из них, преобразователь автоматически переключится на сигнал с рабочего сенсора.

Также возможна активация функции сигнализации температурного дрифта. То есть в случае, если разница температуры между датчиком 1 и датчиком 2 превысит установленное пользователем значение, преобразователь выдаст сигнал о сбое.

В дополнение преобразователь T32 осуществляет такую немаловажную функцию, как контроль сопротивления цепи сенсора и ее целостности в соответствии с NAMUR NE89, а также контроль диапазона измерений. При включении напряжения питания преобразователь выполняет начальный тест (так называемое самотестирование).

Размеры преобразователя соответствуют соединительным головкам термометров Формы В DIN с увеличенным монтажным пространством, например модель BSS WIKA.

Версии преобразователей для монтажа на рейку предназначен для установки их на стандартные рейки в соответствии с IEC 60715.

Преобразователи поставляются с базовой конфигурацией или сконфигурированны по спецификации заказчика.

Интегральные датчики температуры (IC temperature sensors)

Интегральные диодные датчики температуры – самые современные и быстро развивающиеся температурные датчики, которые встраиваются в микросхемы и широко используются в электронике. Международная абривиатура – IC (Integrated Circuit temperature sensors). Принцип работы датчиков основан на зависимости вольт-амперной характеристики полупроводникового диода от температуры.

Температурный диапазон диодных термометров довольно ограниченный, по сравнению с платиновыми термометрами сопротивления и термопарами – они работают только до 150 °С. Однако датчики имеют ряд преимуществ перед термометрами сопротивления. Они очень компактны, относительно дешевы, и, как уже отмечалось, могут легко встраиваться в усилители, регуляторы, микроконтроллеры и др. электронные приборы. При этом диодные термометры обладают высокой чувствительностью и достаточно высокой точностью. Сфера их применения непрерывно расширяется, они могут использоваться в системах измерения локальной температуры процессоров, измерительных плат, в сложных системах многопараметрического контроля, в которых производиться одновременный мониторинг давления, расхода и др. параметров. Важное значение приобретает применение микродатчиков для систем дистанционного мониторинга температуры и пожарной безопасности, где сигнализация срабатывает при превышении определенного температурного порога.

Даже самые ранние разработки IC термометров имели большое преимущество перед термисторами в том, что исключали необходимость линеаризации выходной характеристики, которая, как известно, у термисторов крайне не линейна.

Существует два основных типа диодных датчиков – аналоговый и цифровой, и несколько вариаций каждого из типов. Аналоговые датчики выдают сигналы тока или напряжения, пропорциональные температуре. Аналоговые IC термометры все еще довольно широко применяются, преимущество таких IC - широкий диапазон напряжений – от 4 до 30 В и нечувсвительность к падению напряжения на длинных линиях передачи сигнала.

Большинство современных приборов требуют преобразования сигнала в цифровой формат данных, что может быть осуществлено преобразованием аналогового сигнала с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП. С развитием технологии изготовления диодных датчиков встраивание функции АЦП стало технически и экономически эффективным способом решения многих измерительных и мониторинговых задач. Выходной сигнал с цифрового IC термометра выдается в цифровом формате в виде «0» и «1», таким образом делая удобным их применение с микроконтроллерами. Цифровые термометры могут иметь дополнительные функции: регистрировать температуры удаленных объектов, отслеживать изменение напряжения, скорости потока, сигнализировать о превышении заданной температуры.

Наиболее популярными компонентами 1-Wire-сетей являются цифровые термометры типа DS18S20 (фирма Dallas Semiconductor ), более известные под обозначением уже давно снятого с производства устройства DS1820, успевшего стать международным брендом. Преимущества этих цифровых термометров с точки зрения организации магистрали, по сравнению с любыми другими интегральными температурными сенсорами, а также неплохие метрологические характеристики и хорошая помехоустойчивость, уже на протяжении полутора десятков лет неизменно выводят их на первое место при построении многоточечных систем температурного контроля в диапазоне от -55°С до +125°С. Они позволяют не только осуществлять непосредственный мониторинг температуры в режиме реального времени, но и благодаря наличию встроенной энергонезависимой памяти температурных уставок, могут обеспечивать приоритетную оперативную сигнализацию в 1-Wire-линию о факте выхода контролируемого параметра за пределы заданных значений.

Более совершенные термометры – модель DS18В20, их скорость преобразования определяется разрядностью результата, программируемой непосредственно по 1-Wire-линии. Цифровой код, считываемый с такого термометра, является прямым результатом измеренного значения температуры и не нуждается в дополнительных преобразованиях. Некалиброванная, но в тоже время более дешевая версия DS18B20 под обозначением DS1822 представляется оптимальным решением для разработчиков недорогих многоточечных систем контроля температурных процессов. Для потребителей, использующих только паразитный режим питания однопроводной линии, компания Dallas Semiconductor выпускает экономичные двухвыводные устройства - DS18S20-PAR, DS18B20-PAR, DS1822-PAR. Кроме того, фирма Dallas Semiconductor поставляет однопроводные термометры DS1825, которые имеют четыре отдельных адресных вывода, что позволяет формировать до 16 локальных адресов на 1-Wire-линии. Благодаря такой особенности, мастер может оперативно определять место положения до 16 термометров такого типа в 1-Wire-сети многоточечного температурного контроля, без использования таблиц соответствия 64-битных индивидуальных адресов, что значительно увеличивает производительность системы в целом.

Приглашаем производителей интегральных датчиков температуры дополнять данный раздел сайта