¿Ideas para un componente de detección de temperatura común, barato y simple?

Puede usar un diodo de unión de silicona normal para medir la temperatura. Incluso los económicos como el proverbial 1N4148 funcionarán. El truco es sesgar el diodo con una fuente de corriente constante de un miliamperio. Debe asegurarse de que la fuente de corriente constante en sí sea bastante estable con la temperatura o afectará la precisión del sensor de temperatura del diodo.

Una vez polarizado de esta manera, el diodo sensor producirá una caída de tensión directa que es increíblemente lineal en un amplio rango. Las aplicaciones que he diseñado funcionan en el rango de -55C a + 135C. La caída de tensión directa disminuye con el aumento de la temperatura y, por lo tanto, es lo que llamamos inversamente proporcional a la temperatura. La tasa de cambio del voltaje del diodo es de aproximadamente 2.2 mV por 1C.

En general, es necesario proporcionar una amplificación de la caída de voltaje del diodo y proporcionar un cierto desplazamiento para que el rango de temperaturas involucradas pueda leerse a través del convertidor A / D de MCU. Un opamp puede funcionar bien para esta parte del circuito. Si es necesario calibrar el circuito del sensor, se puede hacer con dos trimpots en el circuito opamp para ajustar la ganancia y la compensación del amplificador. La calibración también se puede realizar en el software de la MCU también si proporciona una forma sencilla de guardar los valores de escala y compensación de la calibración en algo así como una EEPROM de parte de la memoria flash de la MCU.

El enfoque anterior puede ser una experiencia de aprendizaje divertida y debería funcionar bien para usted. El diodo es bastante fácil de montar en la ubicación de detección de temperatura, ya que solo requiere dos cables activos y, posiblemente, un escudo si se trata de un entorno eléctricamente ruidoso. Una alternativa que quizás desee considerar en su lugar podría ser adquirir un sensor de temperatura IC de bajo costo. El antiguo estándar LM75A está disponible en un paquete SO-8 fácil de cablear y se puede conectar mediante un cable remoto de solo cuatro cables. Conectaría las conexiones de bus I ² C del IC a una placa de control MCU.

Hay que enfrentar un pequeño desafío para el montaje remoto de un sensor de temperatura. Los cables de conexión pueden actuar como un disipador de calor térmicamente conductor en el sensor de temperatura, compensando así la lectura de temperatura. Para un sistema de control simple, esto generalmente se puede "ajustar" estableciendo el punto de ajuste de control en una cantidad equivalente.

La mayoría de las ferritas tienen un cambio de permeabilidad bastante predecible con la temperatura. Podría construir un oscilador LC alrededor de uno y ver caer la frecuencia con la temperatura. 3C90 de ferroxcube se ve así: -

Hemarcadoenrojodondeestá40ºC(aproximadamente105ºF)

Esunpocoextravagante,perositieneunapiezadeferritaadecuada,untransistoryalgunasRsyC,podríafuncionarparausted.InclusodeberíapoderleerlafrecuenciadesalidadirectamenteenunpinIOdeMCU.Unosciladordecolpitos:-

Esto es para 50MHz, por lo que algunos valores deben incrementarse para adaptarse a una frecuencia de alrededor de 10kHz.

Se puede calibrar en el punto de congelación con hielo a (digamos) 10kHz (depende de los giros y del tamaño del núcleo): a 40ºC, esperaría que la frecuencia fuera de 8.7kHz porque la permeabilidad ha aumentado de 1800 a 2400 (hasta 1.3333) y esta relación reducirá la frecuencia del circuito LC en sqrt (1.3333), por lo que 10kHz se reducirá un 15%.

Es posible que incluso puedas encontrar una ferrita cuyo punto curie esté a 105 ° F (el cambio en la inductancia será fenomenal). Mira el punto equivalente en el gráfico 3C90 a aproximadamente 210 ° C.

He usado un diodo 1N4148 con polarización directa en el pasado. No estoy seguro de la mV / ° F, pero está en el rango de mV. Como tal, probablemente cualquier diodo, incluyendo un transistor bipolar funcionará. Pude trazar la temperatura ambiente con un Arduino con resultados razonables de más de 5 grados centígrados.

Corriente de polarización pequeña para evitar el calentamiento por sí misma, pero suficiente para provocar una caída de voltaje.

EDIT :

Encontré una referencia en la media mientras. Eche un vistazo a la hoja de datos para un BC547 , un transistor de baja potencia de uso general bastante común, en la página 3 :

  

2) \ $ V_ {BE} \ $ disminuye en aproximadamente 2 mV / K a medida que aumenta la temperatura.

Varios dispositivos se comportarán de esta manera, pero no todas las hojas de datos indican cuánto.

Un termistor suena como un ajuste perfecto para sus necesidades. Son baratos y están disponibles en una amplia gama de voltajes nominales, y cubren muy bien su rango de temperatura. El hecho de que no tenga ninguno en su inventario es irrelevante porque se modifica de manera fácil y económica.

Hay otras formas de medir la temperatura con otras partes, como diodos, pero serán mucho más complicadas que un termistor. En comparación con otras partes discretas que detectan la temperatura, los termistores muestran una respuesta mucho mayor.

Por supuesto, si va a obtener algunos termistores, también podría obtener un sensor de temperatura integrado. Están disponibles en versiones analógicas que emiten un voltaje calibrado en función de la temperatura, o versiones digitales que se comunican a través de IIC, SPI, 1 cable y similares, y le dan un valor digital directamente.

Tratar de usar la misma parte que el sensor y el calentador no es una buena idea porque la salida del calentador abrumará la señal del sensor. Dado que su aislamiento no será perfecto, el calentador siempre tendrá que estar más caliente que lo que esté calentando.