Глава 1 Принцип работы датчика мгновенных температур

1.1 Этапы преобразования измеряемых величин в измерительной системе

Первый этап – R -> ∆R

Все материалы обладают температурным коэффициентом сопротивления (R), при изменении температуры °С (T) изменяется и сопротивление проводника (∆R)

Второй этап - ∆R -> ∆U

Изменение сопротивления (∆R) преобразуется в выходную величину ∆U

Третий этап - ∆U -> АЦП

Выходная аналоговая величина ∆U преобразуется в цифровую с помощью АЦП.

Четвёртый этап - АЦП -> МК

Цифровые данные АЦП передаются на МК.

Пятый этап - МК -> Индикация

Подключенная к МК индикация отражает измеряемые параметры [3].

На рис. 2 изображена цепочка преобразования

Рис.2 Цепочка преобразования

1.2 Анализ датчика adt7320

ADT7320 - цифровой датчик температуры, обладающий высокой точностью, который обеспечивает отличные показатели в широком промышленном диапазоне температур и выпускается в корпусе LFCSP с габаритами 4 мм × 4 мм. Он содержит внутренний источник опорного напряжения на запрещенной зоне, датчик температуры и 16-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), комбинация которых позволяет измерять и оцифровывать показания температуры с разрешением до 0.0078°C. По умолчанию разрешение АЦП устанавливается равным 13 бит (0.0625°C) и может быть изменено пользователем путем программирования через последовательный интерфейс.

ADT7320 гарантированно работает с напряжением питания в диапазоне от 2.7 В до 5.5 В. При работе от напряжения питания 3.3 В средний потребляемый ток составляет 210 мкА. ADT7320 имеет режим отключения, в котором напряжение питания отключается от внутренних схем и потребляемый ток уменьшается до 2.0 мкА при 3.3 В. Номинальный рабочий температурный диапазон ADT7320 составляет от −40°C до +150°C.

Вывод CT представляет собой выход с открытым стоком, который становится активен при превышении программируемого критического уровня температуры. Вывод INT также является выходом с открытым стоком, который становится активен при выходе температуры за границу программируемого предельного уровня. Оба вывода могут работать в режиме компаратора или режиме прерывания [4].

Принцип работы

Основан на зависимости от температуры падения напряжения на p-n переходе, смещенном в прямом направлении. Данная зависимость близка к линейной, что позволяет создавать датчики, не требующие сложных схем коррекции. В качестве чувствительных элементов на практике используются диоды, либо транзисторы, включенные по схеме диода. Для проведения измерений, необходимо протекание стабильного тока через чувствительный элемент. Выходным сигналом является падение напряжения на датчике [5].

Область применения:

• Замещение резистивных температурных датчиков и термисторов

• Компенсация холодного спая термопар

• Медицинское оборудование

• Промышленные системы управления и контрольно-испытательная аппаратура

• Транспортировка и хранение пищевых продуктов

• Контроль условий окружающей среды, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

• Управление рабочей температурой лазерных диодов

На рис.3 представлен датчик ADT7320

Рис 3. Датчик ADT7320

В таблице 1 описаны технические характеристики датчика ADT7320

Таблица 1 - технические характеристики датчика ADT7320

Параметры датчика	Значения параметров
IC Output Type	Digital
Точность измерения температур	±0,25 ºС (в диапазоне -20…+105 ºС)
Рабочий диапазон измеряемых температур:	-40…+150 ºС
Номинальный ток потребления	210 мкА (46 мкА при измерениях один раз в секунду)
Номинальное напряжение питания	2,7V to 5.5V
Resolution (Bits)	13…16
Sensor Case Style	16-LFCSP
No. of Pins	17
Operating Temperature Range	-40…+150 ºС
Output Current	5mA
Output Type	Digital
Тип корпуса	16-LFCSP
Выходной интерфейс	SPI
Sensor / Transducer Type	Temperature
Supply Voltage Max	5.5V
Supply Voltage Min	2.7V
Производство	Analog Devices