ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกลงไปในรายละเอียดของสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดคือวิธีการทำงานและความสำคัญในแอปพลิเคชันต่างๆ
ทำความเข้าใจเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอด
ก่อนที่เราจะหารือเกี่ยวกับสัญญาณเอาต์พุตเราจะเข้าใจสั้น ๆ ว่าเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดคืออะไร เซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดเป็นชนิดของเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ใช้อุณหภูมิ - ลักษณะที่ขึ้นกับของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อกระแสไฟฟ้าไปข้างหน้า - ลำเอียงถูกนำไปใช้กับไดโอดแรงดันไปข้างหน้าจะลดลงข้ามไดโอดจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการวัดอุณหภูมิ
สัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอด
สัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดมักจะเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไปข้างหน้าลดลง ($ v_f $) ของไดโอดและอุณหภูมิ ($ t $) สามารถประมาณได้โดยสมการต่อไปนี้:
[v_f = v_ {go}-\ frac {kt} {q} \ ln \ left (\ frac {i} {i_s} \ ขวา)]
โดยที่ $ v_ {go} $ เป็นแถบที่คาดการณ์- แรงดันไฟฟ้าช่องว่างที่ $ t = 0 $ k, $ k $ เป็นค่าคงที่ boltzmann ($ k = 1.38 \ times10^{- 23} \ text {j/k} $) ไดโอดและ $ i_s $ คือกระแสความอิ่มตัวแบบย้อนกลับ
สำหรับกระแสไปข้างหน้าคงที่แรงดันไปข้างหน้าลดลงของไดโอดจะลดลงเป็นเส้นตรงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิทั่วไปของไดโอดซิลิกอนประมาณ - 2 mV/° C ตัวอย่างเช่นหากแรงดันไปข้างหน้าลดลงของไดโอดคือ 0.7 V ที่ 25 ° C, ที่ 35 ° C, แรงดันไปข้างหน้าลดลงจะอยู่ที่ประมาณ $ 0.7 \ Mathrm {v}-(10^{\ circ} \ mathrm {c} \ times0.002 \ mathrm 0.68 \ Mathrm {V} $
การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้านี้สามารถวัดได้โดยใช้วงจรที่เหมาะสม แรงดันเอาต์พุตสามารถประมวลผลเพิ่มเติมได้โดยอะนาล็อก - To - Digital Converter (ADC) เพื่อรับค่าดิจิตอลที่สามารถใช้สำหรับการแสดงผลการควบคุมหรือวัตถุประสงค์ในการบันทึกข้อมูล
ข้อดีของสัญญาณเอาต์พุต
สัญญาณเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดมีข้อดีหลายประการ:
- ความเรียบง่าย: ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิค่อนข้างตรงไปตรงมาทำให้ง่ายต่อการใช้งานในการวัดและระบบควบคุม
- ความเป็นเส้นตรง: แรงดันไฟฟ้า - ความสัมพันธ์ของอุณหภูมิค่อนข้างเป็นเส้นตรงในช่วงอุณหภูมิที่กว้างซึ่งทำให้การสอบเทียบและการประมวลผลสัญญาณง่ายขึ้น
- ต่ำ - ราคา: เซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดมีราคาไม่แพงในการผลิตและวงจรการปรับอากาศที่เกี่ยวข้องอาจมีค่าใช้จ่าย - มีประสิทธิภาพ
แอปพลิเคชันของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดและสัญญาณเอาต์พุตของพวกเขา
เซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันต่าง ๆ เนื่องจากลักษณะเอาต์พุตที่ไม่ซ้ำกัน:
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคเช่นสมาร์ทโฟนแล็ปท็อปและแท็บเล็ตเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดใช้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่โปรเซสเซอร์และส่วนประกอบที่สำคัญอื่น ๆ สัญญาณแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตใช้เพื่อปรับการใช้พลังงานและประสิทธิภาพของส่วนประกอบเหล่านี้เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป ตัวอย่างเช่นหากอุณหภูมิของโปรเซสเซอร์เกินขีด จำกัด ที่กำหนดระบบสามารถลดความเร็วสัญญาณนาฬิกาเพื่อลดการสร้างความร้อน
ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม
ในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดใช้ในการตรวจสอบอุณหภูมิของมอเตอร์หม้อแปลงและอุปกรณ์อื่น ๆ สัญญาณเอาท์พุทสามารถใช้เพื่อเรียกใช้สัญญาณเตือนภัยหรือปิดอุปกรณ์หากอุณหภูมิเกินกว่าช่วงการทำงานที่ปลอดภัย สิ่งนี้ช่วยในการป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์และสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยของกระบวนการอุตสาหกรรม
อุปกรณ์การแพทย์
ในอุปกรณ์การแพทย์เช่นตู้อบเครื่องวิเคราะห์เลือดและระบบตรวจสอบผู้ป่วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิที่มั่นคง สัญญาณแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทใช้ในการควบคุมองค์ประกอบความร้อนและการระบายความร้อนในอุปกรณ์เหล่านี้เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่แม่นยำและเชื่อถือได้
เปรียบเทียบกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิอื่น ๆ
นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญในการเปรียบเทียบสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิประเภทอื่น ตัวอย่างเช่น [NTC thermistor สำหรับเครื่องใช้ในบ้าน] (/เทอร์มิสเตอร์/แก้ว - ลูกปัด - NTC - เทอร์มิสเตอร์/ไดโอด - แก้ว - การเคลือบ - NTC - เทอร์มิสเตอร์ - สำหรับ - home.html) มีลักษณะต้านทาน - อุณหภูมิ เอาต์พุตของเทอร์มิสเตอร์ NTC คือการเปลี่ยนแปลงความต้านทานซึ่งจำเป็นต้องแปลงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าโดยใช้วงจรแรงดันไฟฟ้า - ตัวหาร
เมื่อเทียบกับ [เทอร์มิสเตอร์ Glass Bead NTC] (/Thermistor/Glass - Bead - NTC - Thermistor/10kohm - Glass - Bead - NTC - Thermistor.html) เซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดจะมีความเป็นเส้นตรงที่ดีขึ้นและง่ายต่อการเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ อย่างไรก็ตามเทอร์มิสเตอร์ NTC สามารถให้ความไวที่สูงขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่แน่นอน
[1K NTC Thermistor] (/Thermistor/Glass - Bead - NTC - Thermistor/Multifunctional - Glass - Coating - NTC - Thermistor.html) เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง มันมีหลักการทำงานที่คล้ายกันกับเทอร์มิสเตอร์ NTC อื่น ๆ แต่มีค่าความต้านทานเฉพาะที่อุณหภูมิอ้างอิง เซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดอาจเป็นที่ต้องการในการใช้งานที่ความเป็นเส้นตรงและความเรียบง่ายของการประมวลผลสัญญาณมีความสำคัญในขณะที่เทอร์มิสเตอร์ NTC มักถูกเลือกสำหรับความไวสูงและความสามารถในช่วงอุณหภูมิกว้าง
การปรับสภาพสัญญาณและการสอบเทียบ
เพื่อให้ได้การวัดอุณหภูมิที่แม่นยำจากสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดการปรับสภาพสัญญาณและการสอบเทียบเป็นสิ่งจำเป็น โดยทั่วไปแล้วการปรับสภาพสัญญาณจะเกี่ยวข้องกับการขยายการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กและกรองเสียงรบกวนหรือสัญญาณรบกวนใด ๆ การสอบเทียบเป็นกระบวนการของการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันเอาต์พุตและอุณหภูมิที่แท้จริง สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการเปรียบเทียบเอาต์พุตของเซ็นเซอร์กับแหล่งอุณหภูมิที่รู้จักในหลาย ๆ จุดจากนั้นสร้างเส้นโค้งการสอบเทียบ
บทสรุป
โดยสรุปสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างเป็นเส้นตรงตามอุณหภูมิ สัญญาณเอาท์พุทนี้นำเสนอความเรียบง่ายความเป็นเส้นตรงและค่าใช้จ่าย - ประสิทธิผลทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมและอุปกรณ์การแพทย์ ในขณะที่มันมีข้อได้เปรียบของตัวเอง แต่ก็ต้องเปรียบเทียบกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิอื่น ๆ เช่นเทอร์มิสเตอร์ NTC ตามข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน
หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิไดโอดของเราหรือกำลังพิจารณาซื้อโครงการของคุณเราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อพูดคุยเพิ่มเติม ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในการค้นหาโซลูชันเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ
การอ้างอิง
- "เซ็นเซอร์เซมิคอนดักเตอร์" โดย G. Korotcenkov
- "เซ็นเซอร์อุณหภูมิ: พื้นฐานวัสดุและการใช้งาน" โดย Ho Handrich
