LM35DT - известный аналоговый датчик температуры в электронных измерительных устройствах, широко используемых в различных отраслях промышленности и приложениях. Его простота, точность и легкость интеграции сделали его идеальным решением для измерения температуры в электронных системах.

Он использует принципы пропорционального измерения температуры, где его аналоговое выходное напряжение напрямую представляет температуру в градусах Цельсия. Его внутренняя архитектура состоит из прецизионного генератора напряжения, зависящего от температуры, линейного усилителя и схемы точной калибровки. В этой статье более подробно рассматриваются принципы работы и внутренняя архитектура этого устройства, а также освещается его конструкция, производительность и применение в различных отраслях.

Обзор

При линейном масштабном коэффициенте 10 мВ/°C его выходное напряжение пропорционально наблюдаемой температуре. Датчик может измерять температуру от -55°C до 150°C, что делает его пригодным для различных приложений измерения температуры.

· Чувствительный элемент

Чтобы преобразовать изменения температуры в электрические сигналы, его чувствительный компонент имеет важное значение. Чувствительный элемент сконструирован с использованием технологий изготовления интегральных схем с использованием подложки с соединенными между собой резисторами.

Этот элемент работает по принципу температурно-зависимого сопротивления. Сопротивление этого элемента растет вместе с температурой. Это изменение сопротивления очень линейно и прямо пропорционально температуре. Техническое описание LM35DT имеет масштабный коэффициент 10 мВ/°C. Резисторы специально сделаны для отображения изменений сопротивления в зависимости от температуры.

Точная конструкция и калибровка чувствительного элемента также позволяют ему обеспечивать точные измерения температуры в заданном диапазоне. Благодаря своей линейной характеристике датчик является надежным вариантом для приложений контроля и управления температурой, поскольку выходное напряжение точно отражает наблюдаемую температуру.

· Преобразование температуры в напряжение

Он использует схему преобразования температуры в напряжение для преобразования изменений сопротивления чувствительного элемента в соответствующее выходное напряжение, которое точно представляет измеренную температуру. Этот процесс преобразования также важен для получения значимых показаний температуры.

Чувствительный элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры, соединен по схеме делителя напряжения с прецизионным источником тока. Сопротивление элемента изменяется при изменении температуры, влияя на коэффициент деления напряжения.

Выходное напряжение изменяется в зависимости от коэффициента деления напряжения. При масштабном коэффициенте 10 мВ/°C выходное напряжение прямо пропорционально температуре датчика. Например, повышение температуры на 1°C будет соответствовать увеличению выходного напряжения на 10 мВ.

· Буфер вывода

Он имеет выходной буферный усилитель для обеспечения выходного сигнала с низким импедансом и управления внешними нагрузками. Выходной буфер также играет решающую роль в обеспечении точности и стабильности измерений температуры, получаемых этим устройством.

Выходной буферный усилитель работает как повторитель напряжения, что означает, что он воспроизводит напряжение со своего входа на свой выход. Эта настройка защищает выходное напряжение от подключенного к нему импеданса нагрузки. Буферный усилитель имеет высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс, что позволяет ему эффективно управлять внешними устройствами без значительных падений напряжения или искажений.

Он также обеспечивает сильный и стабильный выходной сигнал, сводя к минимуму влияние шума или помех на точность измерения температуры. Включая выходной буферный усилитель, LM35DT pdf  обеспечивает надежность показаний температуры, полученных от него. и не зависит от внешних факторов.

· Калибровка и точность

Калибровка необходима для обеспечения точности измерений температуры, полученных с помощью этого устройства. Он также включает сравнение его выходного напряжения при известных эталонных температурах и регулировку для компенсации отклонений от ожидаемых значений.

При комнатной температуре после калибровки точность обычно составляет 0,5°C. Однако важно отметить, что отдельные датчики могут иметь небольшие различия, и калибровка помогает учесть эти различия и повысить точность.

Калибровка может быть выполнена с использованием известных эталонных температур, таких как прецизионный эталон температуры или хорошо откалиброванный термометр. Выходное напряжение этого датчика сравнивается с ожидаемым напряжением, соответствующим каждой эталонной температуре, и отмечаются любые отклонения. Затем эти отклонения можно использовать для создания калибровочной кривой для корректировки показаний температуры, полученных от датчика.

Для поддержания точных измерений температуры может потребоваться регулярная повторная калибровка, особенно если это оборудование находится в экстремальных условиях или подвергается длительному использованию. Это также гарантирует, что показания температуры с этого устройства будут надежными и согласованными. Это делает его ценным инструментом для приложений мониторинга и контроля температуры.

· Справочник по запрещенной зоне

Он включает в себя встроенный эталон ширины запрещенной зоны для обеспечения точных измерений температуры. Эталон ширины запрещенной зоны представляет собой схему опорного напряжения, которая генерирует стабильное и постоянное напряжение независимо от изменений температуры. Он служит точкой отсчета для внутренней схемы, обеспечивая надежную основу для измерения температуры.

Эталонная схема запрещенной зоны основана на температурно-зависимых свойствах полупроводниковых материалов для поддержания стабильного напряжения. Он также использует падение напряжения на переходе база-эмиттер транзистора с прямым смещением и комбинирует его с зависящим от температуры напряжением транзистора, подключенного к диоду. Этот гаджет компенсирует колебания температуры в своей внутренней схеме за счет включения эталона ширины запрещенной зоны. Он обеспечивает точность и надежность преобразования температуры в напряжение и последующих температурных измерений даже при колебаниях температуры.

· Соображения по поводу источника питания

При использовании этого устройства важно учитывать требования к источнику питания, чтобы обеспечить точные измерения температуры и правильную работу датчика.

Он также работает от одного источника питания от 4 до 30 В. Кроме того, обеспечение стабильного и хорошо регулируемого источника питания в этом диапазоне напряжений имеет важное значение для обеспечения надежной работы. Источник питания должен иметь низкий уровень шума и минимальные колебания напряжения для предотвращения помех или неточностей в измерениях температуры.

Кроме того, он потребляет очень мало энергии, обычно около 60 мкА. Это низкое энергопотребление является преимуществом, особенно в приложениях с питанием от батареи, поскольку оно помогает экономить энергию и продлевать срок службы батареи. Это также сводит к минимуму самонагревание, которое может привести к ошибкам в измерениях температуры.

Это устройство может обеспечивать точные и надежные измерения температуры в различных приложениях с учетом требований к источнику питания, включая диапазон напряжения, стабильность, низкий уровень шума и надлежащую развязку.

Подводим итоги!

LM35DT  это прецизионный датчик температуры с точными и линейными измерениями температуры. Его внутренняя архитектура также обеспечивает надежное и точное измерение температуры. Широкий температурный диапазон и низкое энергопотребление делают его популярным в различных приложениях для измерения температуры. Правильная калибровка необходима для обеспечения точных показаний температуры от LM35DT.