Датчики температуры TMP35, TMP36, TMP37. Характеристики, применение, описание на русском языке.

TMP36

Это типичные интегральные датчики температуры с аналоговым выходом. Не дорогие, 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.

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.

Распиновка TMP36

Типовая схема включения.

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

Схема подключения TMP36

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.

Характеристики TMP36

Характеристики TMP36

Характеристики TMP36

Характеристики TMP36

Характеристики TMP36

Характеристики TMP36

Характеристики TMP36

Характеристики TMP36

Характеристики TMP36

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. не подключенный 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.

 

Схема работы термодатчика на емкостную нагрузку

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.

Подключение TMP36 по двум проводам

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.

Чертеж SOIC-8

Чертеж SOT-23-5

Чертеж TO-92

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *