цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Как использовать диод в качестве термометра

Как использовать диод в качестве термометра

Автор: Mike(admin) от 24-02-2018, 16:55

Если вы когда-либо проводили время за анализом графиков и кривых различных параметров диодов, вы, возможно, заметили интересную деталь: стандартный кремниевый диод имеет линейную зависимость между прямым напряжением и температурой. Например, ниже приведен график из документации на диод 1N4148 компании Vishay.


Как использовать диод в качестве термометра

Если прямой ток остается постоянным, прямое напряжение линейно уменьшается по мере увеличения температуры. Даже если прямой ток немного изменится, вы все равно можете сделать довольно точный термометр, но соотношение между напряжением и температурой будет менее линейно. Еще одна примечательная деталь заключается в том, что величина наклона увеличивается по мере уменьшения прямого тока; другими словами, прямое напряжение более чувствительно к изменениям температуры при более низких прямых токах.


Допустим, у вас есть диод, подключенный таким образом, что его прямой ток не сильно меняется. Предположим также, что схема имеет активный компонент, который может усиливать небольшие отклонения зависящего от температуры прямого напряжения диода. Давайте даже представим, что вы подключаете эту схему к чему-то, что может преобразовать эти усиленные изменяющиеся сигналы прямого напряжения в какое-то видимое изменение (на ум приходит мультиметр). Если все это действительно реализовать, что бы у вас получилось? Термометр. А точнее диодный термометр. Вот схема такого устройства:


Как использовать диод в качестве термометра

В целом это хрестоматийная схема из одного старого учебника по электронике, имеющая некоторые изменения по сравнению с оригиналом. Так, резистор R4 здесь увеличивает напряжение на аноде диода до уровня, который более эффективен для смещенного в прямом направлении перехода база-эмиттер транзистора. Целью является схема, которая усиливает колебания напряжения диода и, таким образом, создает сигнал термометра, который способен непосредственно управлять каким-либо индикатором.


Итак, сначала давайте посмотрим на график зависимости напряжения диода от температуры.


Как использовать диод в качестве термометра

Как вы можете видеть, у нас есть хорошая линейная зависимость между напряжением и температурой. Однако амплитуда отклика напряжения довольно мала. В диапазоне 60 °C напряжение изменяется только примерно на 70 мВ. Сравните это с графиком выходного напряжения относительно температуры.


Как использовать диод в качестве термометра

Выходное напряжение изменяется примерно на 1.7 В в том же диапазоне, что является существенным улучшением. На следующем графике показан ток коллектора транзистора Q1 относительно температуры.


Как использовать диод в качестве термометра

Если вы хотите оценить работоспособность этой схемы, то здесь ее можно взять в реализации симулятора LTspice.




© digitrode.ru


Теги: датчик температуры




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий