Автор: Всем привет. В этой статье рассмотрим датчик температуры. Эта схема может пригодиться в разных ситуациях. Простую схему термометра можно собрать, объединив один транзистор, диод и несколько пассивных компонентов.
Использование транзистора в качестве датчика температуры
Как известно, все полупроводниковые материалы имеют тенденцию изменять свои основные характеристики из-за изменений в окружающей температуре. Это особенно актуально для базовых электронных компонентов, таких как транзисторы и диоды, которые сильно реагируют на температурные колебания.
Изменение параметров этих устройств обычно связано с электрическим напряжением, которое пропорционально разнице температур вокруг них.
Схема с использованием транзистора (BJT)
В данной схеме транзистор и диод настроены в виде мостовой сети. Важно помнить, что работа с электричеством может быть опасной, поэтому действуйте аккуратно. Оба элемента имеют схожие характеристики при изменениях температуры, что позволяет им эффективно работать в паре.
Роль диода в схеме
Диод используется как эталонное устройство, в то время как транзистор выполняет функции датчика температуры. Таким образом, можно получить простую, но эффективную схему для измерения температуры. Очевидно, что диод, используемый в качестве эталонного элемента, должен находиться в среде с относительно стабильной температурой. В противном случае его эталонный уровень изменится, что приведёт к ошибкам в индикации температуры.
Как работает датчик температуры
В данной схеме в качестве датчика уровня температуры используется светодиод, который напрямую отслеживает состояние транзистора. Это позволяет визуально отследить, как изменяется температура вокруг компонента. Светодиод выполняет функцию прямой индикации температурного уровня, который измеряет транзистор.
Диод устанавливается при комнатной температуре или в условиях окружающей среды, а транзистор подключается к источнику тепла, который необходимо оценить.
Напряжение между базой и эмиттером транзистора сравнивается с уровнем опорного напряжения, созданного диодом D, соединённым с резистором R1. Это напряжение принимается за эталонное, и транзистор остаётся отключенным, пока напряжение на его базе-эмиттере не превысит установленный уровень. Этот уровень можно настроить с помощью предустановленного переменного резистора RP.
При увеличении температуры нагрева транзистора, напряжение на его базе-эмиттере будет расти благодаря изменению его характеристик. Как только температура превысит заданное значение, это напряжение превысит критический уровень, и транзистор начнёт проводить ток. Светодиод начинает постепенно светиться, и его яркость пропорциональна температуре, измеряемой на транзисторе.
Важно помнить, что температура над транзистором не должна превышать 120 градусов Цельсия. Превышение этого порога может привести к повреждению схемы и безвозвратному выходу из строя транзистора.
Предложенную простую схему датчика температуры можно доработать, чтобы она имела возможность включать или отключать внешние устройства в зависимости от показаний температуры. Например от перегрева оборудования.
Значения резисторов в данной конфигурации рассчитываются по следующим формулам:
– R1 = (U – 0.6) / 0.005
– R2 = (U – 1.5) / 0.015
Где U — это входное напряжение, 0.6 в формуле — падение напряжения на биполярном транзисторе в прямом смещении, а 0.005 — стандартный рабочий ток этого транзистора. Аналогично, 1.5 соответствует прямому падению напряжения для красного светодиода, а 0.015 — это стандартный ток, необходимый для его оптимальной работы. Результаты расчёта будут выражены в Омах. Значение потенциометра RP может варьироваться от 150 до 300 Ом.
Это простая схема, и при необходимости собрать ее сможет любой желающий. Например для индикации нагрева или перегрева оборудования или схемы и платы. На этом все, до новых встреч на страницах моего сайта.
