A temperatura é a quantidade ambiental medida com mais frequência. Isso pode ser esperado, uma vez que a maioria dos sistemas físicos, eletrônicos, químicos, mecânicos e biológicos são afetados pela temperatura. Certas reações químicas, processos biológicos e até mesmo circuitos eletrônicos funcionam melhor dentro de faixas de temperatura limitadas. A temperatura é uma das variáveis mais comumente medidas e, portanto, não é surpreendente que existam muitas maneiras de detectá-la. Sensor de temperatura pode ser feito através do contato direto com a fonte de aquecimento ou remotamente, sem contato direto com a fonte usando a energia irradiada. Há uma grande variedade de sensores de temperatura no mercado hoje, incluindo termopares, detectores de temperatura por resistência (RTDs), termistores, infravermelho e sensores semicondutores.

“Controlador de motor ac trifásico ”

5 tipos de sensores de temperatura

Par termoelétrico : É um tipo de sensor de temperatura, que é feito pela união de dois metais diferentes em uma extremidade. A extremidade combinada é conhecida como HOT JUNCTION. A outra extremidade desses metais diferentes é conhecida como FIM FRIO ou JUNÇÃO FRIA. A junção fria é formada no último ponto do material do termopar. Se houver uma diferença de temperatura entre a junção quente e a junção fria, uma pequena tensão é criada. Essa tensão é conhecida como EMF (força eletro-motriz) e pode ser medida e, por sua vez, usada para indicar a temperatura.

Par termoelétrico

O RTD é um dispositivo sensor de temperatura cuja resistência muda com a temperatura. Normalmente construídos em platina, embora dispositivos feitos de níquel ou cobre não sejam incomuns, os RTDs podem assumir muitos formatos diferentes, como fio enrolado ou filme fino. Para medir a resistência em um RTD, aplique uma corrente constante, meça a tensão resultante e determine a resistência RTD. RTDs exibem bastante linear resistência às curvas de temperatura sobre suas regiões de operação e qualquer não linearidade é altamente previsível e repetível. A placa de avaliação PT100 RTD usa RTD de montagem em superfície para medir a temperatura. Um PT100 externo de 2, 3 ou 4 fios também pode ser associado à medição de temperatura em áreas remotas. Os RTDs são polarizados usando uma fonte de corrente constante. Para reduzir o autoaquecimento devido à dissipação de energia, a magnitude da corrente é moderadamente baixa. O circuito mostrado na figura é a fonte de corrente constante que usa uma tensão de referência, um amplificador e um transistor PNP.

Aplicações de medição de detectores de resistência

Termistores : Semelhante ao RTD, o termistor é um dispositivo sensor de temperatura cuja resistência muda com a temperatura. Os termistores, entretanto, são feitos de materiais semicondutores. A resistência é determinada da mesma maneira que o RTD, mas os termistores exibem uma resistência altamente não linear em relação à curva de temperatura. Assim, na faixa de operação dos termistores, podemos ver uma grande mudança de resistência para uma mudança muito pequena de temperatura. Isso torna o dispositivo altamente sensível, ideal para aplicações de ponto de ajuste.

Semicondutor sensores : Eles são classificados em diferentes tipos, como saída de tensão, saída de corrente, saída digital, silício de saída de resistência e sensores de temperatura de diodo. Os sensores de temperatura semicondutores modernos oferecem alta precisão e linearidade em uma faixa operacional de cerca de 55 ° C a + 150 ° C. Os amplificadores internos podem dimensionar a saída para valores convenientes, como 10mV / ° C. Eles também são úteis em circuitos de compensação de junta fria para termopares de ampla faixa de temperatura. Detalhes resumidos sobre este tipo de sensor de temperatura são fornecidos abaixo.

CIs de sensores

Há uma grande variedade de CIs de sensores de temperatura disponíveis para simplificar a mais ampla gama possível de desafios de monitoramento de temperatura. Esses sensores de temperatura de silício diferem significativamente dos tipos mencionados acima em alguns aspectos importantes. O primeiro é a faixa de temperatura operacional. Um sensor de temperatura IC pode operar na faixa de temperatura nominal IC de -55 ° C a + 150 ° C. A segunda grande diferença é a funcionalidade.

Um sensor de temperatura de silício é um circuito integrado e pode, portanto, incluir um extenso circuito de processamento de sinal dentro do mesmo pacote do sensor. Não há necessidade de adicionar circuitos de compensação para o sensor de temperatura ICS. Alguns deles são circuitos analógicos com saída de tensão ou corrente. Outros combinam circuitos de detecção analógica com comparadores de tensão para fornecer funções de alerta. Alguns outros CIs de sensor combinam circuitos de detecção analógica com entrada / saída digital e registros de controle , tornando-os uma solução ideal para sistemas baseados em microprocessador.

O sensor de saída digital geralmente contém um sensor de temperatura, conversor analógico-digital (ADC), uma interface digital de dois fios e registros para controlar a operação do IC. A temperatura é medida continuamente e pode ser lida a qualquer momento. Se desejado, o processador host pode instruir o sensor a monitorar a temperatura e colocar um pino de saída alto (ou baixo) se a temperatura exceder um limite programado. O limite inferior de temperatura também pode ser programado e o host pode ser notificado quando a temperatura cair abaixo desse limite. Assim, o sensor de saída digital pode ser usado para monitoramento de temperatura confiável em sistemas baseados em microprocessador.

Sensor de temperatura

O sensor de temperatura acima tem três terminais e um máximo de 5,5 V. necessário. Este tipo de sensor consiste em um material que opera de acordo com a temperatura para variar a resistência. Esta mudança de resistência é detectada pelo circuito e calcula a temperatura. Quando a tensão aumenta, a temperatura também aumenta. Podemos ver essa operação usando um diodo.

Sensores de temperatura conectados diretamente à entrada do microprocessador e, portanto, capazes de comunicação direta e confiável com os microprocessadores. A unidade de sensor pode se comunicar efetivamente com processadores de baixo custo sem a necessidade de conversores A / D.

Um exemplo de sensor de temperatura é LM35 . A série LM35 são sensores de temperatura de circuito integrado de precisão, cuja tensão de saída é linearmente proporcional à temperatura Celsius. O LM35 opera de -55˚ a + 120˚C.

O sensor de temperatura centígrado básico (+ 2˚C a + 150˚C) é mostrado na figura abaixo.

LM35

Características do sensor de temperatura LM35:

Calibrado diretamente em ˚ Celsius (Centígrados)
Avaliado para faixa completa de l -55˚ a + 150˚C
Adequado para aplicações remotas
Baixo custo devido ao corte de nível de wafer
Opera de 4 a 30 volts
Baixo autoaquecimento,
± 1 / 4˚C de não linearidade típica

Operação do LM35:

O LM35 pode ser conectado facilmente da mesma forma que outros sensores de temperatura de circuito integrado. Ele pode ser preso ou estabelecido em uma superfície e sua temperatura estará dentro da faixa de 0,01˚C da temperatura da superfície.
Isso presume que a temperatura do ar ambiente é quase igual à temperatura da superfície se a temperatura do ar fosse muito mais alta ou mais baixa do que a temperatura da superfície, a temperatura real do molde LM35 estaria em uma temperatura intermediária entre a temperatura da superfície e do ar temperatura.

LM35-2 Os sensores de temperatura têm aplicações bem conhecidas no controle ambiental e de processos e também no teste, medição e comunicação. Uma temperatura digital é um sensor que fornece leituras de temperatura de 9 bits. Sensores de temperatura digitais oferecem excelente precisão precisa, eles são projetados para ler de 0 ° C a 70 ° C e é possível atingir uma precisão de ± 0,5 ° C. Esses sensores são totalmente alinhados às leituras digitais de temperatura em graus Celsius.

“como funciona um sensor de movimento pir ”

Sensores de temperatura digitais: Sensores de temperatura digitais eliminam a necessidade de componentes extras, como um conversor A / D, dentro da aplicação e não há necessidade de calibrar componentes ou o sistema em temperaturas de referência específicas conforme necessário ao utilizar termistores. Os sensores digitais de temperatura tratam de tudo, permitindo que a função básica de monitoramento da temperatura do sistema seja simplificada.

As vantagens de um sensor de temperatura digital são principalmente com sua saída de precisão em graus Celsius. A saída do sensor é uma leitura digital balanceada. Isso não se destina a nenhum outro componente, como um conversor analógico para digital e muito mais simples de usar do que um termistor simples que fornece uma resistência não linear com variação de temperatura.

Um exemplo de sensor de temperatura digital é o DS1621, que fornece uma leitura de temperatura de 9 bits.

Recursos DS1621:

Nenhum componente externo é necessário.
A faixa de temperatura de -55⁰C a + 125⁰C em intervalos de 0,5⁰ é medida.
Fornece o valor da temperatura como uma leitura de 9 bits.
Ampla faixa de fonte de alimentação (2,7 V a 5,5 V).
Converte temperatura em palavra digital em menos de um segundo.
As configurações termostáticas são definidas pelo usuário e não voláteis.
É um DIP de 8 pinos.

Sensor Digital de Temperatura

Descrição do pino:

SDA - Entrada / Saída de Dados Seriais de 2 Fios.
SCL - Relógio serial de 2 fios.
GND - Terra.
TOUT - Sinal de saída do termostato.
A0 - Entrada do endereço do chip.
A1 - Entrada do endereço do chip.
A2 - Entrada do endereço do chip.
VDD - tensão de alimentação.

Trabalho do DS1621:

Quando a temperatura do dispositivo excede uma temperatura definida pelo usuário HIGH, a saída TOUT está ativa. A saída permanecerá ativa até que a temperatura caia abaixo da temperatura definida pelo usuário BAIXA.
As configurações de temperatura definidas pelo usuário são salvas na memória não volátil para que possam ser programadas antes da inserção em um sistema.
A leitura da temperatura é fornecida em uma leitura de complemento de dois de 9 bits emitindo o comando READ TEMPERATURE na programação.
Uma interface serial de 2 fios é usada para entrada no DS16121 para as configurações de temperatura e saída da leitura de temperatura do DS1621

Circuito Sensor Digital de Temperatura