Температурный датчик

Часто в наших проектах необходимо измерять температуру окружающего воздуха или поверхности прибора. В этом случае можно использовать цифровые или аналоговые датчики температуры.

В простейшем случае аналоговый датчик температуры выдает аналоговый сигнал, уровень которого зависит от измеренной температуры. Пределы измерения ограничены диапазоном измерения и точностью АЦП который будет обрабатывать сигнал с датчика. Кроме того количество аналоговых входов конртоллера обычно ограничено, что лимитирует количество одновременно подключенных датчиков. Расстояние между датчиком и контроллером также влияет на точность измерения, поскольку собственное сопротивление провода и внешние наводки будут влиять на уровень сигнала (чем длиннее провод тем больше влияние) Поэтому такие датчики имеют малую распространенность.

Намного более универсальным вариантом является цифровые датчики температуры. Тут датчик имеет собственную электронную схему с АЦП для обработки результатов измерения. Результат будет передаваться в контроллер уже в цифровом виде по одному из распространенных протоколов (последовательный интерфейс, I2C, RS-485 и т.д.) Такие датчики максимально гибкие в подборе и настройке. В зависимости от необходимого диапазона измерения и точности мы можем выбрать нужный датчик. Причем мы не будем ограничены возможностями собственного АЦП конроллера и количеством свободных входов. При использовании стандартных протоколо к одному контроллеру могут быть подключены десятки или даже сотни датчиков, расположенных на большом расстоянии друг от друга.

Для простых проектов можно использовать датчики типа DHT11, возможностей которых достаточно для определения температур в быту. Если нам нужна высокая точность или широкий диапазон измерения - можем выбрать какой-то из промышленных датчиков. Стоимость такого датчика конечно будет дороже, но он будет работать в условиях вибраций, температур и других неблагоприятных внешних условий.

Если нам нужно замерить не температуру окружающего воздуха а температуру поверхности, то нужно использовать соответсвующий контактный или бесконтактный датчик. Контактный датчик должен быть закреплен непосредственно на поверхности для измерения. Он будет нагреваться вместе с ней и выдавать соответсвующие замеры. В простейшем виде это обычная термопара из двух проводнинков, которая меняет свое сопротивление или генерирует ток в зависимости от температуры.

Если нет прямого доступа к интересующей поверхности, она находится на большом расстоянии или движется, то применяют безконтактный датчик. Чаще всего это инфракрасный датчик, который измеряет тепловое излучение с поверхности. Поскольку такой датчик не нагревается вместе с предметом измерения, то может иметь достаточно большие пределы измеряемой температуры - от сотен вплоть до тысяч градусов.

Датчик температуры не обязательно используется именно для замеров значений температуры. Они могут применяться как дополнительная защита - в случае перегрева устройства выше определенного предела может срабатывать защита и отключаться нагрузка. Также это может использоваться в системах определения пожаров или возгораний.

Любые прикладные проекты которые работают с реальными устройствами могут потребовать применения датчиков температуры для измерения условий окружающей среды или температуры отдельных устройств. Поэтому освоить их подключение и применение является очень желательным