Датчик температуры своими руками

Зависимость падения напряжения на p-n переходе полупроводников от температуры, как нельзя лучше подходит для создания нашего самодельного датчика.
Радиоконструкторы на любой вкус
Транзисторный датчик температуры своими руками

Самым простым температурным датчиком является p-n переход типичного кремниевого диода, температурный коэффициент напряжения (ТКН), которого примерно, три мВ/°C, а прямое падение напряжения около 0,7В. Работать с таким низким уровнем напряжения достаточно неудобно, поэтому в качестве термозависимого компонента лучше всего применять p-n переходы биполярных транзисторов, добавив к нему типовой делитель напряжения. Полученный двухполюсник обладает всеми свойствами цепочки диодов, а падение напряжения на нем можно задавать на порядок выше, чем 0,7 вольт. Зависит это падение от соотношения резисторов R1 и R2 в делителе, смотри рисунок один ниже.

Как изготовить датчик температуры своими руками

Имея отрицательный температурный коэффициент сопротивления (ТКС), этот двухполюсник нашел широкое применение в питании варикапов. С ростом температуры, емкость варикапов начинает возрастать, но параллельно снижается падение напряжения на двухполюснике VT1, R1,R2, что приводит к росту напряжения на переменном сопротивлении и на варикапе, снижая его емкость. Таким образом, и осуществляется температурная стабилизация частоты резонанса колебательного контура. На втором рисунке представлена схема двухполюсника, который можно применять в роли термодатчика в конструкциях электронных термореле и термометрах. Но здесь есть одна маленькая ложка дегтя, кристалл биполярного транзистора КТ315 находится в пластиковом корпусе, что существенно увеличивает инерцию измерения температуры или срабатывания реле. И второе, чуть менее неприятный момент, это проблемы крепления его к объекту, температуру которого необходимо измерять. Например, для контроля температуры теплоотводов мощных полупроводников, лучше использовать в роли термопреобразователя биполярный транзистор КТ814, т.к конструкционное исполнение позволяет крепить его непосредственно к радиатору, находящемуся под потенциалом земли, одним болтом.

На четвертом рисунке приведен практический пример схемы для охлаждающих вентиляторов блока питания. Применение ОУ типа К157УД1 в роли компаратора, позволяет, без особых затруднений, подсоединить пару вентиляторов от БП компьютера сразу на вывод микросборки, выходной ток которой, около 0,3А. Температуру включения вентиляторов задают номиналом резистора R5. При нормальной температуре теплоотвода напряжение на девятом выводе DA1 должно быть выше, чем на восьмом выводе. При этом на выходе DA1, (вывод шесть), будет присутствовать потенциал близкий к напряжению питания схемы. Напряжение на вентиляторах при этом будет равно «0». Вентиляторы отключены. С ростом температуры радиаторов снижается напряжения на неинвертирующем входе восемь DA1. Как только оно будет ниже напряжения, установленного сопротивлением R5, состояние компаратора переключится и на его выходе напряжение снизится где-то до потенциала земли. Вентиляторы начнут работать. Сопротивление R7 задает небольшой гистерезис схемы, что предотвращает неопределенное состояние выходного напряжения на выходе микросборки при равенстве входных напряжений. Плату терморегулятора можно разместить прямо на радиаторе, чтобы микросхема обдувалась вентилятором. VT1 соединяется с печатной платой тремя проводами и размещается в непосредственной близости от мощных радиокомпонентов.