Układy z
rodziny LM135 / LM235 / LM335
Opis ogólny
Układy z rodziny
LM135 są precyzyjnymi, łatwo kalibrowalnymi scalonymi
czujnikami temperatury. Działające jak dwukońcówkowe diody
Zenera, układy LM135 mają napięcie przebicia wprost
proporcjonalne do temperatury bezwzględnej ze współczynnikiem
10mV/K. Przy impedancji dynamicznej mniejszej niż 1om układy te
pracują przy prądach od 400uA do 5mA. Skalibrowany dla 25°C
układ LM135 ma typowy błąd w zakresie temperatur do 100°C
mniejszy niż 1°C. W przeciwieństwie do innych czujników,
wyjście układu LM135 jest liniowe. Zastosowania układów LM135
obejmują niemal dowolne rodzaje pomiarów temperatury w zakresie
-55 do +150°C. Mała impedancja i liniowe wyjście czynią
dopasowanie odczytu wyjątkowo łatwym.
Układ LM135 jest przeznaczony do pracy w zakresie temperatur -55
do +150°C, natomiast LM235 w zakresie -40 do +125°C. Układy
LM335 działają w zakresie -40 do +l00°C. Układy
LM135/LM235/LM335 są montowane w hermetycznych metalowych
obudowach tranzystorowych TO-46, natomiast LM335 również w
plastykowych obudowach tranzystorowych TO-92.
Właściwości
- Kalibracja
bezpośrednio w Kelvinach
- Początkowa dokładność 1°C
- Praca przy prądach od 400uA do 5mA
- Impedancja dynamiczna mniejsza od 1 oma
- Łatwość kalibracji
- Liniowy współczynnik skali +10mV/°C
- Szeroki zakres roboczych temperatur otoczenia
- Dopuszczalny zakres przegrzania do 200°C
- Niska cena
Schemat elektryczny układów z
rodziny LM135
Wskazówki aplikacyjne
Kalibracja
układów z rodziny LM135
W układach LM135 przewidziano łatwą metodę kalibracji
zwiększającą dokładność czujnika. Potencjometr dołączony
równolegle do układu LM135 suwakiem do wyprowadzenia korekcji
umożliwia jednopunktową kalibrację czujnika, korygującą
niedokładność w całym zakresie temperatur. Jednopunktowa
kalibracja jest skuteczna, ponieważ sygnał wyjściowy układu
LM135 jest proporcjonalny do temperatury bezwzględnej przy
ekstrapolacji napięcia wyjściowego czujnika osiągającego 0V
przy 0K (-273,15°C). Błędy napięcia wyjściowego w funkcji
temperatury są tylko błędami nachylenia (lub zakresu), tak że
kalibracja nachylenia w jednej temperaturze koryguje błędy dla
wszystkich temperatur. Sygnał wyjściowy układu (skalibrowanego
lub nie kalibrowanego) może być określony jako:
Vout(T) = Vout(To) T/To
gdzie T jest
nieznaną temperaturą, a To temperaturą odniesienia, obydwie
wyrażone w Kelvinach. Po skorygowaniu sygnału wyjściowego dla
prawidłowego odczytu w jednej temperaturze, odczyty dla
wszystkich temperatur są prawidłowe. Nominalnie sygnał
wyjściowy jest kalibrowany na wartość 10mV/K.
Dla zapewnienia odpowiedniej jakości pomiarów, należy
uwzględnić kilka zastrzeżeń. Tak jak w przypadku innych
czujników temperatury, samonagrzewanie może zmniejszyć
dokładność. Układ LM135 powinien pracować przy najmniejszym
prądzie dostępnym w danym zastosowaniu. Oczywiście,
dostarczony prąd musi być wystarczający dla wysterowania
zarówno czujnika, jak i potencjometru kalibrującego przy
maksymalnej temperaturze roboczej i maksymalnym zewnętrznym
obciążeniu. Jeśli czujnik jest użytkowany w środowisku,
gdzie rezystancja termiczna jest stała, błędy samonagrzewania
mogą być skorygowane. Jest to możliwe, gdy układ pracuje przy
stabilnym temperaturowo prądzie. Nagrzewanie w takim przypadku
będzie proporcjonalne do napięcia Zenera i tym samym do
temperatury. Stąd błąd samonagrzewania będzie proporcjonalny
do temperatury bezwzględnej tak samo, jak błędy nachylenia.
Uszczelnianie
czujników
Rury termokurczliwe ze stapianym rdzeniem, takie jak
produkowane przez firmę Raychem, mogą posłużyć do
skonstruowania wodoszczelnego czujnika. Należy włożyć układ
LM135 do rury na głębokość około 12mm od dolnego końca i
nagrzać rurę do temperatury powyżej punktu topnienia rdzenia.
Nie wypełniona końcówka 12mm topi się i tworzy uszczelnienie
wokół układu.
Przykłady aplikacji
Podstawowy czujnik temperatury
Skalibrowany czujnik temperatury
Czujnik temperatury przystosowany do zasilania szerokim zakresem
napięć
.
[ Strona główna | Uwagi ]