Это типичные интегральные датчики температуры с аналоговым выходом. Недорогие, достаточно точные, удобные в применении.

У датчика TMP35 такие же параметры выходного сигнала, как и у термодатчика LM35. Таким образом, он может заменить популярный датчик LM35 в приложениях с положительным диапазоном температур, хотя полными аналогами эти датчики не являются.

 

Производит серию термодатчиков TMP35, TMP36, TMP37 компания Analog Devices. Статья написана по материалам официальной документации этой фирмы. Исходные материалы (datasheet) можно посмотреть в формате PDF по этой ссылке  TMP35-37.pdf.

• Общее описание.
• Коротко об особенностях термодатчиков.
• Типы корпусов и назначение выводов.
• Типовая схема включения.
• Предельно-допустимые параметры.
• Электрические характеристики.
• Типовые эксплуатационные характеристики.
• Функция отключение термодатчика.
• Работа на кабель с высокой емкостью.
• Использование термодатчиков TMP35-37 в приложениях с удаленным подключением.
• Физические размеры корпусов.

Общее описание.

TMP35, TMP36, TMP37 это интегральные датчики температуры с аналоговым выходом. Они работают при низком напряжении, обладают высокой точностью и откалиброваны по шкале Цельсия.

Напряжение на выходе датчиков линейно пропорционально температуре в градусах по шкале Цельсия. Дополнительной калибровки не требуется. При этом датчики обеспечивают точность измерения ±1°C при температуре +25°C и точность ±2°C в диапазоне -40°C … +125°C.

Термодатчики легко подключаются к цепям АЦП микроконтроллеров. Этому способствует их низкое выходное сопротивление.

Все устройства этой серии питаются от однополярного источника напряжения достаточно широкого диапазона от 2,7 В до 5,5 В. Потребляемый ток не более 50 мкА. Как следствие - очень низкий саморазогрев датчиков – менее 0,1 °C в неподвижном воздухе. В неактивном режиме датчики потребляют ток не более 0,5 мкА.

Различия между выходными параметрами датчиков TMP35, TMP36, TMP37 показаны в таблице.

Тип	Диапазон измерения, °C	Смещение, мВ	Масштабный коэффициент, мВ/°C	Выходное напряжение при +25 °C, мВ
TMP35	+10 … +125	0	10	250
TMP36	-40 … + 125	500	10	750
TMP37	+5 … +100	0	20	500

Все типы датчиков позволяют измерять температуру до +150 °C, при питании от источника напряжением 5 В. Погрешность измерения в таком диапазоне температур возрастает. Требуется дополнительная коррекция выходного напряжения.

Датчик TMP35 функционально совместим с термодатчиками LM35 и LM45. Все они имеют выходное напряжение 250 мВ при температуре +25°C и масштабный коэффициент 10 мВ/°C. TMP36 функционально совместим с термодатчиком LM50. Конечно, речь идет о совместимости в рабочем диапазоне температур датчиков.

 

Коротко об особенностях датчиков.

• Низкое напряжение питания 2,7 В … 5,5 В.
• Откалиброваны в градусах Цельсия.
• Масштабный коэффициент 10 мВ/°C,  для TMP37 20 мВ/°C.
• Точность измерения не хуже ±2°C.
• Нелинейность характеристики в пределах ±0,5 °C.
• Допускают работу на емкостную нагрузку до 10 нФ.
• Параметры гарантированы в диапазоне -40 °C … + 125 °C, максимальная температура + 150 °C.
• Потребляемый ток не более 50 мкА, в неактивном режиме 0,5 мкА.
• Низкий уровень саморазогрева.

Типы корпусов и назначение выводов.

Типовая схема включения.

Схема подключение TMP35-37 обычная для интегральных датчиков температуры с аналоговым выходом.

Для разных типов корпусов используются следующие выводы.

Корпус	Vs	GND	Vout	SHDN
SOIC-8	8	4	1	5
SOT-23-5	2	5	1	4
TO-92	1	3	2	отсутствует

Обязательно необходим блокировочный конденсатор керамического типа, емкостью не менее 0,1 мкФ, расположенный как можно ближе к выводам термодатчика. При высоком уровне помех емкость этого конденсатора должна быть увеличена.

Об использовании термодатчиков TMP35, TMP36, TMP37 с контроллерами Ардуино можно почитать по этой ссылке.

Предельно-допустимые параметры TMP35, TMP36, TMP37.

Параметр	Значение
Напряжение питания	7 В
Вывод SHUTDOWN	GND ≤ SHUTDOWN ≤ Vs
Выход	GND ≤ Vout ≤ Vs
Рабочая температура	-55 °C … +150 °C
Температура кристалла	175 °C
Температура хранения	-65 °C … +160 °C

Электрические характеристики TMP35, TMP36, TMP37.

Vs = 2,7 В ... 5,5 В, -40°C ≤ Ta ≤ +125°C

Параметр	Условия	Мин.	Тип.	Макс.	Ед. изм.
Погрешность TMP35/TMP36/TMP37F TMP35/TMP36/TMP37G TMP35/TMP36/TMP37F TMP35/TMP36/TMP37G	Ta=25°C Ta=25°C Макс. темп. Макс. темп.		±1 ±1 ±2 ±2	±2 ±3 ±3 ±4	°C
Масштаб, TMP35 Масштаб, TMP36 Масштаб, TMP37	10°C ≤ Ta ≤ +125°C -40°C ≤ Ta ≤ +125°C 5°C ≤ Ta ≤ +85°C 5°C ≤ Ta ≤ +100°C		10 10 20 20		мВ/°C
Влияние нагрузки	3 В ≤ Vs ≤ 5,5 В 0 мкА ≤ Il ≤ 50 мкА -40°C ≤ Ta ≤ +105°C -40°C ≤ Ta ≤ +125°C		6 25	20 60	m°C/мкА
Влияние питания	Ta = 25 °C 3 В ≤ Vs ≤ 5,5 В		30 50	100 -	m°C/В
Линейность			0,5		°C
Долговременная стабильность	Ta= 150 °C, 1 кГц		0,4		°C
SHUTDOWN Высокий уровень Низкий уровень	Vs = 2,7 В Vs = 5,5 В	1,8 -		- 0,4	В
Выход TMP35 Выход TMP36 Выход TMP37	Ta=25°C		250 750 500		мВ
Выходное напряжение		100		2000	мВ
Ток нагрузки		0		50	мкА
Ток короткого замыкания				250	мкА
Емкость нагрузки		1	10		нФ
Время включения	Нагрузка 100 кОм, 100 пкФ		0,5	1	мс
Диапазон питания Ток потребления Ток в режиме откл.	- без нагрузки без нагрузки	2,7 - -	- - 0,01	5,5 50 0,5	В мкА мкА

 

Типовые эксплуатационные характеристики.

Рекомендации по применению термодатчиков TMP35, TMP36, TMP37.

Функция отключение датчика.

У всех трех датчиков есть функция отключения. Она возможна только в устройствах, выполненных в корпусах SOIC-8 или SOT-23. В отключенном состоянии датчики потребляет ток менее 0,5 мкА. Для перевода в отключенное состояние используется сигнал SHUTDOWN, совместимый с TTL/CMOS уровнем напряжения. Перевод сигнала SHUTDOWN в низкое состояние приводит к отключению датчика. В этом состоянии выход термодатчика находится в состоянии высокого сопротивления (третьем состоянии), что позволяет подключать несколько датчиков к одному измерительному входу. Сигнал SHUTDOWN внутри датчика подключен через подтягивающий резистор к выводу питания. Т.е. неподключенный вывод SHUTDOWN переводит термодатчик в активное состояние.

Работа датчиков на кабель с высокой емкостью.

Хотя термодатчики TMP35-37 допускают подключение нагрузки с емкостью до 10000 пкФ, переходные процессы на выходе могут быть улучшены с помощью резистора небольшого сопротивления, включенного последовательно с выходом устройства.

 

К тому же этот резистор образует с емкостью кабеля фильтр низких частот, что снижает уровень шума в сигнале. Особенно такое решение помогает при высоком уровне помех.

Использование термодатчиков TMP35-37 в приложениях с удаленным подключением.

Существуют задачи, в которых необходимо датчики температуры подключать к измерительному контроллеру на значительном расстоянии. В таких случаях подключение по стандартной схеме мало того, что требует трех проводов связи, но и выходной сигнал датчика подвержен влиянию электромагнитных помех. Выход – подключать датчик с помощью симметричной витой пары. Чтобы усилить защиту от помех можно еще и экранировать витую пару связи. Сделать это можно по такой схеме.

Схема преобразует выход датчика в источник тока, а на резисторе R3 в конце кабеля ток преобразуется в напряжение. При указанных значениях резисторов выходной ток полного масштаба равен 2 мА. Выбирать значение тока меньше 2 мА для этой схемы не рекомендуется.

 

Физические размеры корпусов.