Трехуровневый датчик температуры

Очень часто люди сталкиваются с задачей измерения температуры. Самым распространенным методом является использование жидкостных термометров. Но, когда дело касается измерения и контроля температуры, к примеру микросхемы или других элементов, рассеивающих много тепла, то в дело вступают миниатюрные электронные датчики температуры. Во многих электронных термометрах в последнее время очень часто используются микроконтроллеры, позволяющие отслеживать малейшие изменения величины. Также устройства, построенные на МК часто имеют очень информативную индикацию измеряемого параметра. Но для начинающих радиолюбителей не так то просто освоить конструирование измерителей на микроконтроллерах, которые к тому же недешево стоят. Поэтому в этой статье я предлагаю вашему вниманию конструкцию простого трехуровневого датчика температуры.
Это устройство можно использовать по разному: например позволит контролировать режим работы микросхемы или мощного элемента в электрических схемах.

Теперь поговорим о том, какие используются термочувствительные элементы (датчики).

1. Во первых терморезистор - это полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводникового материала от температуры.
Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления (ТКС), интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния.

В целом он представляет собой довольно простое устройство, которое способно работать в разных климатических условиях, стойкий к механическим нагрузкам.

Терморезисторы изготавливают в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок. Их размеры обычно составляют от нескольких микрометров до двух сантиметров.

Также существуют другие электронные компоненты, чувствительные к температуре.

2. В качестве термочувствительного элемента также может быть использован полупроводниковый диод, электрическая проводимость которого растет с увеличением температуры. 

Но здесь стоит отметить тот факт, что чувствительность к изменению температуры у германиевых диодов выше, чем у кремниевых. Поэтому кремниевые лучше использовать там, где необходимо измерять большие температуры.

Ниже представлена схема устройства, где в качестве термочувствительного элемента использован полупроводниковый диод.

Схема работает следующим образом:
Здесь датчиком температуры является кремниевый диод VD1. Переменным резистором R1 задают ток этого диода так, чтобы при комнатной температуре горели светодиоды HL1 и HL2 (лучше использовать голубой и желтый соответственно). После этого, если нагреть диод, его сопротивление упадет, и увеличится ток на коллекторе транзистора VT1. Вследствие этого возрастет ток, входящий на базу транзистора VT2 и он закроется. В этот момент начинает открываться транзистор VT3 зажигая светодиоды HL1, HL2, HL3. Светодиоды загораются друг за другом таким образом, что при комнатной температуре горят HL1 и HL2, а когда температура повышается, то включается HL3 красного цвета. При температуре окружающей среды меньше комнатной, будет гореть только светодиод HL1. Помните, что транзистор VT1 тоже немного чувствителен к температуре. Его нагрев может усилить яркость светодиодов. Не перепутайте полярность светодиода HL3, должно быть как на схеме.

В схеме использованы стабилитроны (диоды Зеннера) ZD1, ZD2, ZD3 на 5.6 В, без них светодиоды будут гореть одновременно. Резисторы R6, R7, R8 подобраны так, чтобы для каждого светодиода обеспечить личный диапазон индикации температуры.

Можно упростить схему, используя лишь один светодиод. В этом случае измеряемая температура наблюдается по изменению яркости свечения светодиода (цвет выбирайте по вашему вкусу).

Также это устройство может работать в паре с охлаждающим вентилятором, изменяя скорость его вращения.
Для этого схема упрощается подобным образом:

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Термометр
• Термостат