CC BY
110Окончание. Начало в № 1’2005
Михаил ПУШКАРЕВ
Популярные контактные
технологии термометрии
Интегральные микросхемы — датчики температуры предназначены для измерения температур в диапазоне —55__+ 150 °С. В большинстве микросхем ис-
пользуется зависимость от температуры разности напряжений база-эмиттер двух транзисторов, работающих при разных плотностях тока коллектора. В некоторых микросхемах в качестве чувствительного элемента используется внутренний термочувствительный резистор или внешний транзистор. Микросхемы применяются для измерения температуры, для компенсации температуры свободного конца термопары, в схемах контроля выхода температуры за установленные пределы и ее регулирования.
Все типы микросхем в суженном относительно максимально допустимом диапазоне температур имеют более низкую погрешность по сравнению с приведенной в таблицах. Для некоторых из них известны значения коэффициентов аппроксимирующего полинома. Часть типов микросхем по справочным данным имеет заметно большие значения погрешности в области отрицательных температур, часто при этом в документации указывается, что погрешность гарантируется конструкцией. Можно предположить, что микросхемы не проходят сложного и дорогостоящего 100%-ного тестирования при пониженной температуре и действительные их характеристики лучше. Безусловно, изготовитель при назначении величины погрешности закладывает некоторый запас, и подавляющее число микросхем имеет точностные характеристики много лучше предельно допустимых значений. Для точных измерений предпочтительно использовать микросхемы с нормированной долговременной стабильностью.
В таблице 4 приведены характеристики датчиков температуры с потенциальным выходным сигналом. Микросхемы различаются диапазоном измеряемых температур, номинальным значением выходного сигнала, чувствительностью, в том числе и направлением изменения выходного сигнала с изменением температуры, точностными характеристиками. Большая часть микросхем — трехвыводные, некоторые из них имеют выходы сигнализации с устанавливаемыми пользователем порогами срабатывания, встроенный источник опорного напряжения, изменяемую пользователем чувствительность, возможность отключения для экономии энергии. Отличительной особенностью микросхем семейства ЬМ135-ЬМ335 является включение,
подобное включению стабилитрона, и наличие вывода подстройки. Максимальное значение погрешности в рабочем диапазоне температур составляет от 0,8 °С для DS600 до 5,8 °С для MAX6605. Применением схем, обеспечивающих коррекцию «нуля» и «диапазона», погрешность измерения можно уменьшить практически до погрешности нелинейности микросхемы — первичного преобразователя, для большинства микросхем не более 0,5 °С. Микросхемы TMP35, LM35, LM45, имеющие выходной сигнал 250 мВ при 0 °С и чувствительность 10 мВ/°С, позволяют получить цифровой термометр со шкалой в градусах Цельсия простым объединением с модулем цифрового вольтметра. В таких микросхемах, как AD22100 и A22103 (Analog Devices), выходной сигнал изменяется пропорционально изменению напряжения питания, что удобно при использовании их в компактных измерительных системах. Оцифровка сигналов датчиков различных физических величин (температура, давление) с пропорциональным выходом многоканальными АЦП с общим источником питания для АЦП и датчиков с использованием этого же источника питания в качестве источника опорного напряжения АЦП позволяет упростить схемы датчиков и, в конечном итоге, удешевить измерительную систему. Вариант схемы с применением AD22100, в которой результат измерения не зависит от напряжения питания, показан на рис. 11. Реализация простого однокаскад-
ного сигма-дельта АЦП на компараторе, ключе и конденсаторе позволяет получить разрешение около 14 разрядов при достаточно простой схемотехнике. Коррекция смещения нуля и коэффициента передачи реализуются программно.
Микросхемы — датчики температуры с выходным сигналом в виде постоянного тока, характеристики которых приведены в таблице 5, в основном представляют собой двухполюсники с номинальным значением тока 298,2 мкА при 25 °С (298,2 К) и чувствительностью 1 мкА/°С. Схемы включения таких датчиков очень просты, они удобны для измерения температуры удаленных объектов, поскольку требуют для подключения только два провода, сопротивление которых практически не вносит погрешности в измерения. Хотя все микросхемы имеют широкий диапазон питающих напряжений 4-30 В, следует учитывать, что метрологические характеристики нормируются изготовителем при конкретном значении напряжения питания и изменяются с его изменением. При больших значениях напряжения питания его изменение оказывает меньшее влияние на точность измерений, а поскольку в схему обычно включен последовательно токосъемный резистор, и напряжение на датчике неизбежно изменяется с изменением температуры, желательно использовать повышенное напряжение источника питания. Схема, обеспечивающая подстройку «нуля» и «диапазона», изо-
Диапазон измеряемых температур, °С Погрешность в рабочем диапазоне температур, °С Нелиней- ность, Долговременная стабильность, °С Напряжение питания, В Максимальный потребляемый ток, мкА
Прибор сигнал (25 °С), мВ тельность, мВ/°С без калибровки с калибровкой С Корпус Особенности
тип. макс. тип. макс. тип. макс.
Analog Devices
AD22100A -40...+85 3-3,7 0,5 Выходной сигнал пропорционален напряжению питания
AD22100K 0...+100 1375 (0 °C, 5 В) 22,5xVs/5 0,75 4-6,5 650 TO-92
AD22100S -40...+85
AD22103KT 0...+100 250 (0 °C; 3,3 В) 28xVs/3,3 0,75 2,5 0,1 0,5 2,7-3,6 600 TO-92 Выходной сигнал пропорционален
AD22103KR SO-8 напряжению питания
TMP01EP 1,5 PDIP-8
TMP01FP 2,5 Источник опорного напряжения 2,5 В, два релейных выхода, установка порогов срабатывания
TMP01ES -55...+125 1490 (25 °C) 1,5 0,25 4,5-13,2 800 SO-8
TMP01FS 2,5
TMP01FJ TO-99
TMP35FS 3 SO-8
TMP35GS +10...+125 250(25 °C)
TMP35GR SOT-23
TMP35GT 10 TO-92
TMP36FS SO-8
TMP36GS -40...+125 750(25°C) 2,0 0,5 0,4 2,7-5,5 50 Наличие вывода отключения
TMP36GR SOT-23
TMP36GT TO-92
TMP37FS SO-8
TMP37GS +5...+100 500 (25 °C) 20
TMP37GR SOT-23
TMP37GT TO-92
Maxim
DS56 -40...+125 395 (0 °C) 6,25 2,7-5,5 225 SO-8 Два выхода сигнализации с устанавливаемыми порогами, ИОН 1,25 В
DS60 -40...+125 424 (0 °C) 6,25 0,8 2,7-5,5 125 SOT23
DS600 -40...+125 509 (0 °C) 6,45 0,8 0,2 2,7-5,5 140 ^SOP-8 Температурный компаратор с устанавливаемым порогом, вывод отключения
MAX6605 -55...+125 744(0°C) 11,9 5,8 0,4 2,7-5,5 10 SC70-5
MAX6607 -20...+85 500 (0°C) 10 1,5 1,8-3,6 15 SC70-5
MAX6608 SOT23-5
MAX6610 -40...+125 750 (0°C) 10 3-5,5 250 SOT23-6 ИОН 2,56 В, вывод отключения
MAX6611 1200(0°C) 16 4,5-5,5 ИОН 4,096 В, вывод отключения
MAX6612 -10...+150 400 (0 °C) 19,53 5 2,5-5,5 35 SC70-5 Стабильная работа на 1000 пФ
MAX6613 -55...+130 1845 (0°C) -11,23 3,1 0,4 1,8-5,5 13 SC70-5
National Semiconductor
LM19 -55...+130 1863,9 (0 °C) -11,77 3,8 0,4 2,4-5,5 10 TO-92
LM20B -55...+130 2,5 SC70-5
LM20C 1863,9 (0 °C) -11,77 0,4 2,4-5,5 10
LM20S -45...+125 3,5 microSMD
LM20BEP -55...+130 2,5 Специфицировано для космических и авиационных применений
LM20CEP 1863,9 (0 °C) -11,77 0,4 2,4-5,5 10 SC70-5
LM20SEP -40...+125 3,5
LM35 -55...+150 0,8 1,5 0,3 0,5 161 TO-46
LM35A 0,4 0,18 0,35 133
LM35C -40...+100 250(25 °C) 10 0,8 0,2 0,5 0,08 4-30 141 TO-46, TO-92 Прецизионный датчик
LM35CA 0,4 1,5 0,15 0,3 116
LM35D 0.+100 0,9 0,2 0,5 141 SO-8, TO-46, TO-92, TO-220
LM45B -20...+100 250(25 °C) 10 0,8 0,12 4-10 160 SOT-23 Прецизионный датчик
LM45C
LM50B -25...+100 500 (0°C) 10 3,5 0,8 0,08 4,5-10 180 SOT-23
LM50C -45...+125
LM60BIM -25...+125 0,6 SOT-23
LM60CIM -45...+125 424 (0 °C) 6,25 0,8 0,2 2,7-10 125
LM60BIZ -25...+125 0,6 TO-92
LM60CIZ -45...+125 4 0,8
LM61BIM -25...+85 3 0,6 SOT-23
LM61CIM -30.+100 600 (0°C) 10 4 0,8 0,2 2,7-10 155
LM61BIZ -25...+85 3 0,6 TO-92
LM61CIZ -30.+100 4 0,8
LM62B 0...+90 480 (0°C) 15,6 2,5 0,8 0,2 2,7-10,0 165 SOT-23
LM62C 4 1
LM135 -55...+150 2 5 0,5 1,5 0,3 1 TO-46
LM135A 1,3 2,7 0,3 1 0,3 0,5
LM235 -40...+125 2980 (25 °C) 10 2 5 0,5 1,5 0,3 1 0,2 Стабилитронный TO-46
LM235A 1,3 2,7 0,3 1 0,3 0,5 режим работы
LM335 -40...+100 4 9 1 2 0,3 1,5 SO-8, TO-46,
LM335A 2 5 0,5 1 TO-90
LM94021 1034, 1567, 2100,2633(0°C) -5,5; -8,2; -10,9; -13,6 13 Перелючаемое усиление
LM94022 -50...+150 1,5-2,7 1,5-5,5 9 SC70-5 Переключаемое усиление, выходной каскад класса А-В
Таблица 5. Полупроводниковые датчики температуры с токовым выходным сигналом
Выходной сигнал (25 °С), мкА Чувствительность, мкА/ °С Погрешность измерения, °С °С Долговременная стабильность, °С
Прибор Диапазон измеряемых температур, в рабочем диапазоне Нелинейность Іапряжени питания, В Корпус
25 °С 25 °С без калибровки с калибровкой
тип. тип. макс. тип. макс. тип. макс.
Analog Devices
AD590JH TO-52
AD590JF 5,0 10,0 3,0 1,5 CQFP
AD590JR SO-8
AD590KH 0,8 TO-52 Калибровка нуля
AD590KF -55...+150 298,2 1 2,5 5,5 2,0 0,1 4-30 CQFP и диапазона только
AD590KR 1,0 SO-8 в схеме с дополнительным
AD590LH 1,0 3,0 1,6 0,4 TO-52 усилителем
AD590LF CQFP
AD590MH 0,5 1,7 1,0 0,3 TO-52
AD590MF CQFP
AD592AN 1,5 2,5 2 3,5 0,5
AD592BN -25...+105 298,2 1 0,7 1 0,9 2 0,4 0,1 4-30 TO-92
AD592CN 0,3 0,5 0,5 1 0,35
TMP17F -40...+ 105 298,2 1 2,5 3,5 0,5 0,2 4-30 SO-8
TMP17G 3,5 4,5
1 National Semiconductor
LM234Z-3 25...+ 100 67776/ 227/ 3 1-40 TO-92 Основная функция -
LM234Z-6 rset rset 6 источник тока
бражена на рис. 12. Погрешность измерения в такой схеме после калибровки сводится практически только к погрешности нелинейности первичного преобразователя и практически может быть менее ±0,5 °С в рабочем диапазоне температур первичного преобразователя. Для измерения температуры предназначены микросхемы ЬМ234-3, ЬМ234-6 из семейства регулируемых источников тока ЬМ134-ЬМ334. Номинальное значение выходного тока и чувствительность устанавливаются пользователем с помощью одного резистора.
Для сигнализации перехода температуры через установленный порог или ее выхода за установленные пределы предназначены микросхемы — температурные компараторы (см. таблицу 6). Зачастую эти микросхемы трудно отделить от датчиков температуры с потенциальным выходным сигналом, поскольку многие из них наряду с релейными выходами имеют и выход, напряжение на котором изменяется пропорционально температуре. Для одних семейств микросхем, например, МАХ6501-МАХ6504, пороги срабатывания внутри контролируемого температурного диапазона устанавливаются изготовителем
с дискретностью 5, 10 °С, для других пороги срабатывания устанавливаются пользователем с помощью внешних резисторов, как для ТМР12. Микросхемы с внешними установками имеют вывод достаточно качественного источника опорного напряжения. Гистерезис в микросхемах с заранее запрограммированными порогами срабатывания тоже жестко задан, некоторые типы микросхем имеют два, три значения гистерезиса, переключаемые коммутацией выводов. Следует учитывать, что программируемые производителем пороги срабатывания устанавливаются по расчетным соотношениям, и погрешность установки зачастую близка к дискретности ряда его задания, что вполне приемлемо для задачи охлаждения какого-либо оборудования включением вентилятора, и совершенно недопустимо для более-менее приличного регулятора температуры. Большая часть микросхем изначально предназначена для применения в компьютерном оборудовании, часто имеется достаточно мощный выход для непосредственного подключения вентилятора. Такие микросхемы, как МАХ6511-МАХ6513, для контроля температуры используют внеш-
ний транзистор, в частности, встроенный транзистор — датчик температуры центральных процессоров персональных компьютеров. Некоторые производители определяют такие микросхемы как термостаты, поскольку с использованием большинства из них можно построить простейший релейный регулятор температуры.
Некоторыми преимуществами в сравнении с аналоговыми датчиками обладают датчики с цифровым выходом, представленные в таблице 7 (Полную версию таблицы можно найти на www.finestreet.ru/_pub/Table_7.xls). Цифровой сигнал можно передать на большее расстояние, он меньше подвержен влиянию помех, легко реализовать гальваническую развязку выходного сигнала. Имеются три вида таких датчиков: с преобразованием температура-частота, с ШИМ-выходом и с последовательным цифровым интерфейсом. Последние в большой номенклатуре датчиков температуры с цифровым выходным сигналом занимают преимущественное положение. Удобство сопряжения таких датчиков с вычислительными системами предопределило и тот факт, что большинство датчиков предназначено для контроля температуры именно в компьютерном оборудовании, как узлов в целом, так и отдельных микросхем с большим тепловыделением, таких, как центральные процессоры и графические постпроцессоры. В таком случае предусмотрено подключение внешнего транзистора — датчика температуры, встроенного в микросхему, температура которой контролируется. Многие микросхемы имеют возможность адресации переключением внешних выводов, или задаваемой программно, что позволяет подключение нескольких устройств к одной шине данных.
Датчики с преобразованием температуры в частоту представлены только МАХ6575, МАХ6576, МАХ6577. В первых двух пропорционально температуре изменяется период следования выходных импульсов, в последнем — их частота. Связь с микроконтроллером организуется по однопроводной линии. Датчиков с ШИМ-модуляцией также немного, к примеру, ТМР05, удобный для использования в качестве удаленного датчика, или МАХ6643-МАХ6645, предназначенные для непосредственного управления скоростью вентилятора. Основная номенклатура микросхем имеет тот или иной цифровой последовательный интерфейс, который служит как для передачи данных о температуре, так и для приема управляющих сигналов.
Достижения в технологии позволяют встроить в датчик АЦП большой разрядности, что предопределяет высокую разрешающую способность датчика по температуре. К сожалению, прямой связи между разрядностью АЦП и погрешностью измерений нет, и большинство типов микросхем имеет значительную погрешность при максимальном диапазоне контролируемых температур. К тому же даже известные изготовители прецизионных
Прибор Диапазон контролируемых температур, °С Диапазон температур эксплуатации,°С Дискретность установки порога срабатывания производителем, °С Погрешность установки порога срабатывания, °С, макс. ьУ н, рс a. ^ ее 2 ¥ ф * і— Напряжение питания, В Потребляемый ток, мкА, макс Корпус Выходной каскад Особенности Область применения
Analog Devices
AD22105 -40...+150 -50...+150 3 4,1 2,7-7 120 SO-8 ОК, 11 В, 10 мA Установка порога внешним резистором Контроль температуры в портативных устройствах
TM01EP -55...+125 -55...+150 3 (-40...+85) °C 4,5-13,2 800 DIP-8 ОК, 15 В, 20 мA Два выхода, установка порогов срабатывания и гистерезиса внешними резисторами Датчики-реле превышения (понижения) температуры, контроль температуры компонентов на платах, термостаты, температурная защита
TM01ES SO-8
TM01FJ 5 (-40...+85) °C TO-99
TMP12 -40...+125 -55...+150 5 (-40...+100) °C 44,5-5,5 600 SO-8 ОК, 15 В, 50 мA Два выхода, установка порогов и гистерезиса внешними резисторами Датчики-реле превышения температуры, управление вентилятором
Maxim
MAX6501UK +35...+115 -55...+125 10 6 (-45.-25) °C 4 (-15...+15) °C 4 (+35...+65) °C 6 (+75...+115) °C 2, 10 2,7-5,5 85 SOT23-5 ОС, 7 В, 20 мA Инверсный выход TOVER Контроль и регулирование температуры, температурная сигнализация, управление вентилятором
MAX6501CM TO220-7
MAX6502UK SOT23-5 КМОП Выход TOVER
MAX6502CM TO220-7
MAX6503UK -40...+15 SOT23-5 ОС, 7 В, 20 мA Инверсный выход TUNDER
MAX6503CM TO220-7
MAX6504UK SOT23-5 КМОП Выход TUNDER
MAX6504CM TO220-7
MAX6505 -40...+125 -40...+125 5.5 (-40...+0) °C 3.5 (0...+95) °C 4,5 (+95...+125) °C 5; 10 2,5-5,5 80 SOT23-6 ОС Инверсные выходы ALARM, WARN Контроль и регулирование температуры, температурная сигнализация,управление вентилятором
MAX6506 20; 30 КМОП Выходы ALARM, WARN
MAX6507 2; 10 60 ОС Выходы: инверсный OVER, OK
MAX6508 КМОП Выходы: OVER, инверсный OK
MAX6509C -40...+125 -40...+125 3.7 (-40.0) °C 4.7 0...+ 125) °C 2; 10 2,7-5,5 50 SOT23-5 ОС Инверсный выход OUT, установка порога внешним резистором Контроль и регулирование температуры, температурная сигнализация, управление вентилятором, автоэлектроника
MAX6509H Выход OUT, установка порога внешним резистором
MAX6510C 80 SOT23-6 КМОП, ОС Инверсный выход OUT, установка порога внешним резистором
MAX6510H Выход OUT, установка порога внешним резистором
MAX6511 +40...+125 -40...+85 10 3 при Ta = (-5...+55) °C 5 при Ta = (-40...+85) °C 5; 10 3-5,5 600 SOT23-6 КМОП Внешний сенсор, выход инверсный TOVER Контроль температуры центрального процессора, регулирование температуры, температурная сигнализация, управление вентилятором
MAX6512 ОС Внешний сенсор, выход инверсный TOVER
MAX6513 КМОП Внешний сенсор, выход TOVER
MAX6516_P -45...+115 -55...+125 10 3 (-45.-25) °C 1.5 (-15...+65) °C 2.5 (+75...+115) °C 2; 10 2,7-5,5 40 SOT23-5 КМОП Выход TOVER Персональные компьютеры, серверы, тестовое оборудование, регулирование температуры, температурная сигнализация, температурная защита от превышения (понижения) температуры
MAX6516_N Выход TUNDER
MAX6517_P ОС Инверсный выход TOVER
MAX6517_N Инверсный выход TUNDER
MAX6518_P КМОП Выход TOVER
MAX6518_N Выход TUNDER
MAX6519_P ОС Инверсный выход TOVER
MAX6519_N Инверсный выход TUNDER
MAX6665 +40...+70 -40...+125 1; 4; 8 2,7-5,5 200 SO-8 ОК, 24 В, 250 мA Инверсные выходы OT, WARN Управление вентилятором
MAX6668 +40...+75 -40...+125 2,2 при Ta = (0...+85) °C 4 при Ta = (-40...+ 125) °C 3-3,6 200 ^MAX-8 ОС, 12 В, 250 мA Внешний сенсор Компьютеры, серверы, тестовое оборудование, регулирование температуры, температурная сигнализация
MAX6670 4; 8; 12 ^MAX-10 Внешний сенсор, инверсные выходы OT, WARN
MAX6685 +40...+125 -40...+125 1,5 при Ta=+25 °C 2 при Ta = (0...+ 100) °C 3-5,5 500 ^MAX-8 КМОП Внешний сенсор, выходы: TLOW с переключением, инверсный THIGH Контроль температуры центрального процессора, регулирование температуры, управление вентилятором
MAX6686 ОС Внешний сенсор, инверсные выходы TLOW с переключением, THIGH
MAX6687_40L +40...+80 -40...+125 3 при Ta = (0...+85) °C 5 при Ta = (-40...+ 125) °C 3-5,5 500 ^MAX-8 ОС Внешний сенсор, инверсный выходы TREMOTE, TLOCAL, установка порогов пользователем с дискретностью 5 °С Температурная защита центрального процессора, программируемой логики, управление вентилятором
MAX6687_40H
MAX6687_75L +75...+115
MAX6687_75H
MAX6688_40L +40...+80 КМОП Внешний сенсор, выходы TREMOTE, TLOCAL, установка порогов пользователем с дискретностью 5 °С
MAX6688_40H
MAX6688_75L +75...+115
MAX6688_75H
1 National Semiconductor
LM26 -55...+120 -55...+125 5 3 2-10 2,7-5,5 40 SOT23-5 ОС, КМОП Установка порога внешними резисторами, выход сигнала температуры Управление техпроцессами, вентиляторами, датчики-реле температуры, защита электронного оборудования
LM27 + 120...+140 -40...+125 1
LM56BIM +40...+125 -40...+125 3 2,7-10 230 SO-8 ОК, 5 мA, 10 В Два выхода, установка порогов срабатывания и гистерезиса внешними резисторами, выход сигнала температуры, ИОН 1,25 В Управление техпроцессами, вентиляторами, датчики-реле температуры, защита электронного оборудования
LM56CIM 4
LM56BIMM 3 MSOP-8
LM56CIMM 4
LM88 +45...+100 -40...+85 3 1 2,8-3,8 1500 MSOP-8 ОС, 5 мA, 5,5 В Два внешних сенсора, три выхода, установка порогов производителем
микросхем для измерительной техники не дают никаких сведений о долговременной стабильности датчиков с цифровым выходом.
Встроенные датчики температуры различных конструктивно-технологических испол-
нений имеются и в таких микросхемах, как АЦП AD7417, AD7418, AD7817, AD7818 (Analog Devices), MAX1098, MAX1099, MAX1298, MAX1299 (Maxim), микроконверторы семейства ADuC8XX (Analog Devices), нормирую-
щие преобразователи мостовых чувствительных элементов MAX1452, MAX1455, MAX1460, MAX1463, MAX1464, MAX1478 (Maxim), PGA309 (Texas Instruments), MLX90308 (Melexis). Особенностью АЦП фирмы Maxim является
Таблица 7. Полупроводниковые датчики температуры с цифровым выходным сигналом
Прибор Диапазон измеряемых (контролируемых) температур, °С Время преобразования, с, макс. Погрешность в ограниченном диапазоне температур , °С, не более в рабочем диапазоне температур Интерфейс Разрешение, бит Напряжение питания, В Потребляемый ток, мА, макс. Особенности
Analog Devices
AD7314 -35...+85 0,0004 SPI/DSP 10 2,65-5,5 0,3
AD7414 -40...+125 0,8 1,5 (-40...+70) °С I2C/SMBus 10 2,7-5,5 0,9 2, 4 версии (6, 8 адресов)
AD7416 -40...+125 0,4 2 (-25...+ 100) °С I2C 10 2,7 5,5 8 адресов
AD7814 -55...+125 0,4 2-2,5 (-40...+85) °С 3,5 SPI/DSP 10 2,7 5,5 0,4
ADT75 -55...+125 0,06 1-2 (-25...+100) °С 3 (-55...+ 100) °С I2C/SMBus 12 3-5,5 0,5 8 адресов, выход сигнализации
ADT7301 -40...+150 1 (0...+70) °С SPI 13 2,7-5,25 2,2
ADT7302 -40...+125 0,8 2-2,5 (-20...+85) °С SPI/DSP 13 2,7-5,25 2,2
ADT7401 -40...+150 0,2 0,5-1 (0...+70) °С I2C/SMBus 12 2,7 5,5 0,5 4 адреса
ADT7408 -20...+125 0,125 2 (+75...+95) °С I2C/SMBus 12 3-3,6 0.55 8 адресов, программируемый гистерезис
ADT7483 -64...+191 0,094 1-2,5 SMBus 11 3-3,6 0.35 1 внутренний, 2 внешних сенсора
TMP05 -40...+150 0,15 1-2 (0...+70) °С 4,5-5 3-5,5 0,65 ШИМ-выход
Maxim
DS1620 -55...+125 0,5 (0...+70) °С 3-Wire 9 2,7 5,5 Три уровня управления
DS1621 -55...+125 0,5 (0...+70) °С I2C/SMBus 2,7 5,5 0,1-1 8 адресов
DS1624 -55...+125 0,5 (0...+70) °С I2C/SMBus 13 2,7 5,5 0,1-1
DS1629 -55...+125 2 (-10...+85) °С I2C/SMBus 2,2 5,5 Выходы термостата и сигнализации
DS1631 -55...+125 0,75 0,5 (0...+70 °С) I2C/SMBus 9-12 2,7 5,5 1,25 Переключение разрешающей способности
DS1720 -55...+125 2,5 (0...+85) °С 3-Wire 2,7 5,5 1
DS1721 -55...+125 0,15-1,2 1 (-10...+85) °С I2C/SMBus 9-12 2,7 5,5 1 Переключение разрешающей способности
DS1722 -55...+120 1,2 2 (-40...+85) °С SPI 8-12 2,65-5,5 0,5
DS1775 -55...+125 1,5 2 (-10...+85) °С I2C/SMBus 9-12 2,7 5,5 1 8 адресов
DS1780 -40...+125 2 (-25...+ 100) °С I2C/SMBus 2,8-5,75 1
DS1821 -55...+125 1 (0...+85) °С 1-Wire 3,6 5,5 1 Трехвыводная схема
DS1822 -55...+125 0,75 2 (-10...+85) °С 1-Wire 9-12 3-5,5 1,5 Трехвыводная схема
DS1822-PAR -55...+100 0,75 2 (-10+85) °С 1-Wire 9-12 3-5,5 1,5 Двухвыводная схема
DS18B20 -55...+125 0,75 0,5 (-10...+85) °С 1-Wire 9-12 3-5,5 1,5 Трехвыводная схема
DS18B20-PAR -55...+100 0,75 0,5 (-10...+85) °С 1-Wire 9-12 3-5,5 1,5 Двухвыводная схема
DS18S20 -55...+125 0,75 0,5 (-10...+85) °С 1-Wire 3-5,5 1,5 Трехвыводная схема
DS18S20-PAR -55...+100 0,75 0,5 (-10...+85) °С 1-Wire 3-5,5 1,5 Двухвыводная схема
DS75 -55...+125 0,15-1,2 2 (-25...+ 100) °С I2C/SMBus 9-12 2,7 5,5 1 8 адресов
MAX1617A -55...+125 0,16 3 (+60...+ 100) °С 3, 5 SMBus 3-5,5 0,18 Внешний и внутренний сенсоры
MAX1618 -55...+125 0,08 3 (+60...+ 100) °С SMBus 3-5,5 0,9 Программируемый уровень сигнализации
MAX1619 -55...+125 0,16 3 (+60...+ 100) °С 3, 5 SMBus 3-5,5 0,18 Два программируемых уровня сигнализации
MAX1668 -55...+125 0,38 3 (+60...+ 100) °С 3, 5 SMBus 3-5,5 0,7 4 внешних, 1 внутренний сенсор
MAX1805 -55...+125 0,38 3 (+60...+ 100) °С 3, 5 SMBus 3-5,5 0,7 2 внешних, 1 внутренний сенсор
MAX1669 0.+100 0,08 SMBus 3-5,5 0,36 Программируемые уровни управления
МАХ1755 -40...+125 SMBus 2,375-5,5 0,2 Выход управления
МАХ1756 -40...+125 SMBus 2,375-5,5 0,2 Выход сигнализации
MAX6575L -40...+125 7,5 (-20) °С TOUT 5-80 мкс/K 2,7 5,5 0,4 8 адресов, период выходных импульсов пропорционален температуре
MAX6575H 5 (+125)°С 160-640 мкс/K
MAX6576 -40...+125 5 (+125)°С tout 10-640 мкс/K 2,7 5,5 8 адресов
MAX6577 4,5 (+125) °С fOUT 1/16-4 Гц/K
MAX6625 -55...+125 0,13 2 (0...+70) °С I2C/SMBus 3-5,5 1 4 адреса
MAX6626 12
MAX6627 -55...+125 0,5 2,4 (-55...+ 100) °С 4,5 SPI 13 3-5,5 0,4 Внешний сенсор
MAX6628 2,4 (0...+125) °С 0,05
MAX6629 -55...+150 0,65 3,2 (-40...+125) °С SPI 12 3-5,5 0,4
MAX6630 2,3 (-20...+100) °С
MAX6631 10,5 1,6 (-20...+85) °С 0,05
MAX6632 1 (0...+70) °С
MAX6633 -55...+150 0,05 2,5 (-40...+125) °С I2C/SMBus 13 3-5,5 0,35 16 адресов
MAX6634 1,5 (-20...+85) °С 8 адресов, программируемые уровни
MAX6635 1 (0...+70) °С 4 адреса, программируемые уровни
MAX6641 0...+145 0,3 1 (+25...+ 125) °С 3 SMBus 3-5,5 1 Внешний и внутренний сенсоры, ШИМ-выход
MAX6642 0...+125 0,14 1 (+60...+ 100) °С 3,5 (+125...+150) °С I2C/SMBus 10 3-5,5 1 Внешний и внутренний сенсоры
MAX6643 0...+125 0,125 2 (+20...+60) °С 3-5,5 0,5 Внешний сенсор, ШИМ-выход
MAX6644 Два внешних сенсора, два ШИМ-выхода
MAX6645 Два внешних сенсора, ШИМ-выход
MAX6646 0...+145 0,045 1 (+60...+ 145) °С 3,2 SMBus 11 3-5,5 0,4 Порог сигнализации (+95...+125) °С
MAX6647 1,6 (+25...+ 145) °С Порог сигнализации (+95...+125) °С
MAX6649 Порог сигнализации +85 °С
MAX6648 0...+125 0,156 1 (+60...+ 100) °С 1,6 SMBus 10 3-5,5 0,8 Внешний сенсор, порог сигнализации +110 °С
MAX6652 -40...+125 0,3 3 (-20...+80) °С 5 I2C/SMBus 8 2,7 5,5 0,5 4 уровня контроля напряжения
MAX6653 -25...+125 0,25 1 (+60...+ 100) °С 4 I2C/SMBus 11 3-5,5 1 Управление вентилятором с тахометром
MAX6654 -55...+125 0,16 1 (+70...+ 100) °С 5 I2C/SMBus 11 3-5,5 1 Внешний и внутренний сенсоры
MAX6655 0...+120 0,155 1 (+60...+ 100) °С 3 SMBus 11 4,5 5,5 1 Внешний сенсор, двухканальный монитор напряжения
MAX6656 3-3,6
MAX6657 0...+125 0,156 1 (+60...+ 100) °С 5 I2C/SMBus 11 3-5,5 1 Внешний и внутренний сенсоры, 2 выхода
MAX6658 -55...+125
MAX6659 Внешний и внутренний сенсоры, 3 выхода
MAX6660 -40...+125 0,25 1 (+60...+ 100) °С 5 SMBus 11 3-5,5 0,5 Внешний сенсор, управление вентилятором
MAX6661 -40...+125 0,25 1 (+60...+ 100) °С 5 SPI 11 3-5,5 0,7 Внешний сенсор, управление вентилятором
MAX6662 -55...+125 0,25 1 (+30...+50) °С 4 SPI 13 3-5,5 0,6 2 выхода
MAX6663 -25...+125 0,25 1 (+60...+ 100) °С 4 I2C/SMBus 11 3-5,5 1 Управление вентилятором с тахометром
MAX6664 3 (0.+ 100) °С
Диапазон Время Погрешность, °С, не более Разре- шение, бит Потреб-
Прибор измеряемых (контролируемых) температур, °С преобразования, с, макс в ограниченном диапазоне температур в рабочем диапазоне температур Интерфейс Напряжение питания, В ток, мА, макс. Особенности
Maxim
MAX6666 -40...+125 4,8 (-25...+125) °С ШИМ 3-5,5 0,5 КМОП-выход, ШИМ
MAX6667 -40...+125 4,8 (-25...+125) °С ШИМ Выход с открытым стоком, ШИМ
MAX6672 -40...+125 5 (-20...+125) °С ШИМ 2,4-5,5 0,15 Выход с открытым стоком, ШИМ
MAX6673 3 (+25...+100) °С КМОП-выход, ШИМ
MAX6676 -40...+125 4,2 (-20...+100) °С 5,5 ШИМ 1,8-5,5 0,2 Выход с открытым стоком, ШИМ
MAX6677 -40...+125 4,2 (-20...+100) °С 5,5 ШИМ 1,8-3,6 0,2 КМОП-выход, ШИМ
MAX6678 0...+145 0,3 1 (+25...+125) °С SMBus 3-5,5 1 2 внешних и 1 внутренний сенсоры, 2 ШИМ-выхода управления вентиляторами
MAX6680 -55...+125 0,125 2 (+50...+120) °С I2C/SMBus 11 3-5,5 Внешний и внутренний сенсоры
MAX6681 1 (+60...+100) °С
MAX6683 -40...+125 0,3 2 (+25) °С I2C/SMBus 11 2,7-5,5 0,5 Датчик температуры и системный монитор
MAX6690 -55...+120 0,156 2 (+70...+100) °С I2C/SMBus 11 3-5,5 1 Внешний и внутренний сенсоры
MAX6692 0...+125 0,156 1 (+60...+100) °С 1,6 SMBus 10 3-5,5 0,8 Внешний сенсор, порог сигнализации +85 °С
MAX6695 -40...+125 3 (0...+125) °С I2C/SMBus 11 3-3,6 2 внешних и 1 внутренний сенсоры
MAX6696 1,5 (+25...+100) °С
MAX7500 -55...+125 0,1 2 (-25...+100) °С I2C 3-5,5 0,5 3 адресных входа, встроенные прерывания
MAX7501 -55...+125 0,1 2 (-25...+100) °С I2C 3-5,5 0,5 2 адресных входа, встроенные прерывания
MAX7502 -55...+125 0,1 2 (-25...+100) °С I2C 3-5,5 0,5 2 адресных входа, встроенные прерывания
MAX7503 -55...+125 0,1 2 (-25...+100) °С I2C 3-5,5 0,5 2 адресных входа
MAX7504 -55...+125 0,1 2 (-25...+100) °С I2C 3-5,5 0,5 2 адресных входа
National Semiconductor
LM32 -5...+140 0,2 3 (0...+100) °С 4 (+100...+125) °С SensorPath Bus 10 3-3,6 3,3 2 внешних сенсора температуры
LM63 0...+125 0,034 1, 3 (+60...+100) °С 3 (+25...+ 125) °С SMBus 11 3-3,6 Встроенный сенсор температуры +25...+ 125 °С
LM70 -55...+150 0,21 2 (-40...+85) °С +3,5/-2 SPI, MICROWIRE 11 2,65-5,5 0,49
LM71 -40...+150 0,27 2 (-40...+85) °С +3/-2 SPI, MICROWIRE 14 2,65-5,5 0,55
LM73 -40...+150 0,014-0,11 1 (-10...+80) °С I2C/SMBus 11-14 2,7 5,5 0,5 Выход сигнализации
LM74 -55...+150 0,43; 0,93 1,25 (-10...+65) °С 2,65; 5 SPI, MICROWIRE 13 2,65-5,5 0,52
LM75 -55...+125 0,3 2 (-25...+100) °С I2C 3,3-5 0,5 8 адресов
LM76 -25...+125 0,5 1 (+70...+100) °С I2C 13 3,3-5 0,5 4 адреса, два выхода
LM77 -55...+125 0,125 2 (-25...+100) °С I2C 10 3,3-5 0,5 4 адреса, выход температурного компаратора, выход сигнализации превышения температуры
LM82 -40...+125 0,6 3 (0.+100) °С 4 (0...+ 125) °С I2C/SMBus 3-3,6 0,8 Внешний и внутренний сенсоры
LM83 -40...+125 0,6 3 (+25...+100) °С 4 (0...+ 125) °С I2C/SMBus 3-3,6 0,8 3 внешних и 1 внутренний сенсоры
LM84 0...+125 0,15 3 (+60...+100) °С SMBus 3-3,6 Внешний и внутренний сенсоры
LM86 0...+125 0,035 0,75 (+80) °С SMBus 11 3-3,6 1,7 Внешний и внутренний сенсоры
LM89 +25...+125 0,035 1 (+60...+100) °С SMBus 11 3-3,6 1,7 Внешний и внутренний сенсоры
LM90 +25...+125 3 (+25...+100) °С SMBus 11 3-3,6 1,7 Внешний и внутренний сенсоры
LM92 -25...+150 0,3 0,5 (+10...+50) °С 1,5 I2C 13 2,7 5,5 0,63 2 уровня сигнализации
LM99 +25...+140 0,035 1 (+120...+140) °С 3 SMBus 11 3-3,6 1,7 Внешний и внутренний сенсоры
LM95010 -20...+125 2 (+25...+60) °С 3 SensorPath Bus 10 3-3,6 0,75 4 адреса
LM95071 -40...+150 0,23 1 (0...+70) °С 2 SPI, MICROWIRE 14 2,4 5,5 0,52
LM95221 +25...+140 0,07 1 (+45...+85) °С 3 SMBus 11 3-3,6 2,6 2 внешних и 1 внутренний сенсоры
LM95231 +25...+140 0,075 1,25 (+45...+85) °С 2-2,5 SMBus 11 3-3,6 0.52 Внешний и внутренний сенсоры
1 Texas Instruments
TMP75 -40...+125 0,038-0,3 2 (-25...+85) °С 3 SMBus 9-12 2,7 5,5 0,41 8 адресов
TMP175 -40...+125 0,038-0,3 1,5 (-25...+85) °С 2 SMBus 9-12 2,7 5,5 0,41 27 адресов
TMP100 -55...+125 0,075-0,6 2 (-25...+85) °С 3 I2C 9-12 2,7 5,5 0,15 8 адресов
TMP101 3 адреса, вывод сигнализации
TMP121 -40...+150 0,32 1,5 (-25...+85) °С 2 (-40...+ 125) °С SPI 12 2,7 5,5 0,05 Различаются цоколевкой
TMP123
TMP122 -55...+155 0,04-0,32 1,5 (-25...+85) °С 2 (-40...+ 125) °С SPI 9-12 2,7 5,5 0,075 Вывод сигнализации
TMP124
TMP125 -40...+125 0,06-1,53 2 (-25...+85) °С 3 (-40...+ 125) °С SPI 10 2,7 5,5 0,17
TMP141 -40...+125 0,06-1,53 2 (-25...+85) °С 3 (-40...+ 125) °С SensorPath Bus 10 2,7 5,5 0,17
наличие источников тока для питания внешних датчиков температуры. Максимальный диапазон измеряемых температур достигает -40... + 140 °С для МЬХ90308. Точность измерения температуры обычно не больше ±2 °С, кроме того, при значительной рассеиваемой мощности может быть заметным влияние са-моразогрева кристалла микросхемы. Эти обстоятельства не позволяют измерить температуру с высокой точностью, и основное назначение встроенных датчиков температуры в большинстве этих микросхем — это обеспечение коррекции температурного дрейфа, как собственных АЦП, так и внешних устройств.
Для создания точного, с хорошей воспроизводимостью, термометра может использо-
ваться кварцевый генератор с резонатором на специфическом срезе, у которого, в отличие от опорного кварца, частота резонанса заметно изменяется с температурой. Такие резонаторы отличаются очень высокой долговременной стабильностью, при индивидуальной калибровке датчика можно получить абсолютную погрешность до 0,04 °С в интервале температур —50__+150 °С. Термочувст-
вительные кварцевые резонаторы РКТ206 (—50__+ 100 °С) и РКТВ206 (—50.. .+370 °С) вы-
пускает СКТБ «Элпа». Миниатюрные размеры резонатора обеспечивают малую величину постоянной времени тепловой инерции — 5 с при погружении в жидкость. Температурно-чувствительная характеристика резона-
тора описывается полиномом второго или третьего порядка с погрешностью аппроксимации в сотые доли градуса, номинальная частота при 37 °С в пределах 32-36 кГц, температурная чувствительность 1,9 (2) Гц/°С, долговременная стабильность не хуже 5 ррт/год. Схема возбуждения резонатора аналогична схемам, применяемым в генераторах опорной частоты.
Некоторые производители компонентов для термометрии перечислены в таблице 8, где даны и их электронные адреса, по возможности конкретные страницы.
Современная промышленность дает конструктору богатейший выбор компонентов для целей термометрии, особенно в диапазоне
Таблица 8. Фирмы — производители компонентов для измерения температуры
Фирма Производимые компоненты Ссылка
Алмаз Термисторы
ВЭЛ Полупроводниковые датчики www.naverex.kiev.ua/~wel
Интеграл Микросхемы - датчики температуры http://www.integral.by/php/count.php?f=2/2_1_11.pdf
Фотон Микросхемы - датчики температуры http://www.foton.uz/rus/k1019.htm
ЭЛПА Кварцевые резонаторы www.sktbelpa.yaroslavl.ru
Analog Devices Микросхемы - датчики температуры с потенциальным, токовым и цифровым выходным сигналом, температурные компараторы, микросхемы для усиления и компенсации температуры свободного конца термопар www.analog.com/en
Betatherm Термисторы www.betatherm.com/products/index.php
Epcos Термисторы www.epcos.com
Infineon Technologies Кремниевые терморезисторы www.infineon.com
Linear Technology Микросхемы для компенсации температуры свободного конца термопар www.linear.com/pc/categoryProducts.do
Maxim Микросхемы - датчики температуры с потенциальным и цифровым выходным сигналом, температурные компараторы, микросхемы для усиления и компенсации температуры свободного конца термопар, микросхемы для работы с термисторами www.maxim-ic.com/Sensors.cfm
Murata Термисторы www.murata.com/thermis/index.html
National Semiconductor Микросхемы - датчики температуры с потенциальным, токовым и цифровым выходным сигналом, микросхемы — нормализаторы сигнала термопреобразователей сопротивления www.national.com/appinfo/tempsensors
Philips Semiconductor Кремниевые терморезисторы www.semiconductors.philips.com/products/sensors/temperaturesensors/index.html
Sensera Термисторы http://www.sensorelement.com/indexe.htm
Texas Instruments Микросхемы - датчики температуры с потенциальным и цифровым выходным сигналом, температурные компараторы www.ti.com
Heraeus Sensor Technology Термопреобразователи сопротивления платиновые (тонкопленочные) www.heraeus-sensor-technology.com
Honeywell Термопреобразователи сопротивления платиновые (тонкопленочные), термисторы http://content.honeywell.com/sensing/products/thermalhumidity/
Vishay Термисторы www.vishay.com/thermistors
Western Electronic Components Corp. Термисторы www.wecc.com
умеренных температур, как непосредственно первичных преобразователей, так и средств для построения схем нормализации их выходного сигнала. Всесторонняя оценка их преимуществ и недостатков в конкретном применении, грамотное использование с учетом предполагаемых воздействующих факторов, проработка технологии калибровки измерительного устройства позволяет создать измеритель температуры практически на любой случай. ■
Литература
1. Температурные измерения. Справочник / О. А. Геращенко, А. Н. Гордов идр.—Киев: Наукова думка, 1989.
2. Temperature Measurement. Second Edition. L. Michalski, K. Eckersdorf, J. Kucharski, J. McGhee. — John Wiley&Sons, Ltd.
3. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. РМГ 29-99. Государственная система обеспечения единства средств измерений. Метрология. Основные термины и определения.
4. Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning. Analog Devices.
5. ГОСТ 6651-94. Термопреобразователи сопротивления. Общие технические условия.
6. ГОСТ Р 50342-92. Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия.
7. ГОСТ Р 8.585-2001. ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики.
8. О’Нил П., Деррингтон К. Транзисторы в качестве датчиков температуры. Электроника. 1979. №21. С. 52.
