Кремниевые датчики температуры серии KTY81. Характеристики, применение.

Датчик температуры серии KTY81

Серия KTY81 это кремниевые терморезисторы. Не активные датчики, не интегральные, а именно терморезисторы. Датчики меняют свое сопротивление в зависимости от температуры.

 

На мой взгляд, у них только один существенный недостаток - не высокая точность измерения и нелинейность характеристики. У лучших исполнений  нелинейность

  • ± 3,5 °C в диапазоне до + 100 °C и
  • ± 8,5 °C в диапазоне до + 150 °C.

Нелинейность характеристики легко исправляется программой микроконтроллера. В принципе, можно и откалибровать каждый датчик индивидуально. Хотя, практически я эту операцию представляю с трудом.

Но если такая погрешность измерения  допустима, то термодатчики KTY81 обладают рядом существенным преимуществ по сравнению с интегральными датчиками температуры:

  • Широкий диапазон измеряемых температур  -55 … +150 °C. Как правило, интегральные термодатчики работают в диапазоне  -40 … +125 °C, многие до +100 °C.
  • Подключаются двух проводной линией связи.
  • Минимальное число проводов (всего 2), что особенно важно в системах с внешними удаленными термодатчиками.
  • Высокая помехоустойчивость, за счет двух проводной, симметричной для помех, линии связи. Простой витой пары достаточно для подключения датчика на расстоянии десятков метров.
  • Достаточно высокое сопротивление (1000 Ом и 2000 Ом) позволяет пренебречь сопротивлением проводов связи, т.е. опять же можно использовать двух проводную линию.
  • Возможность шунтирования термодатчика конденсатором большой емкости, для фильтрации помех. Интегральные приборы не работают на значительную емкостную нагрузку.
  • Не имеют полярности. Нет необходимости маркировать, прозванивать соединительные провода. Нет опасности вывести датчик из строя попуткой полярности.
  • Не высокая цена. Это одни из самых дешевых термодатчиков с более или менее линейной характеристикой.

Я считаю эти датчики просто не заменимыми для контроля температуры радиаторов мощных полупроводниковых приборов. Современные полупроводниковые приборы допускают разогрев кристаллов  до +175 °C. Значит, температура радиаторов может достигать +150 °C. Интегральные датчики при такой температуре работать не будут.

KTY81 удобно использовать в термостатах с фиксированной температурой, где требуется высокая точность только в одной точке. В этом случае легко откалибровать температуру.

Присмотритесь к этим термодатчикам. В некоторых приложениях они просто незаменимы.

Вот пример моей схемы подключения четырех датчиков KTY81/120 к микроконтроллеру PIC12F675. Это схема локального контроллера температуры для инверторной станции катодной защиты.  Датчики установлены на радиаторах мощных полупроводниковых приборов. Контроллер считывает информацию с термодатчиков, собирает в пакет данных и передает последовательным кодом на центральный контроллер станции катодной защиты.

Схема локального контроллера KTY81Заметьте, что в этой схеме нет прецизионного источника опорного напряжения для АЦП микроконтроллера. Если АЦП и датчики подключены к одному источнику питания, то он может быть не стабильным. Точность измерения это не ухудшит.

По этой ссылке есть статья об использовании термодатчиков KTY81 для измерения температуры в системе Ардуино.

 

Техническое описание серии KTY81.

Привожу параметры и технические характеристики термодатчиков KTY81 в переводе на русский язык из официальной документации (datasheet) KTY81.pdf изготовителя устройств – компании Philips Semiconductors.

Общее описание.

Датчики температуры серии KTY81 предназначены для использования в измерительных и управляющих системах. Это резистивные термодатчики, имеющие положительный температурный коэффициент изменения сопротивления. Конструктивно они выполнены в двух выводных пластиковых корпусах SOD70.

Особенности.

  • Высокая точность и надежность.
  • Положительный температурный коэффициент.
  • Долговременная стабильность параметров.
  • Практически линейная характеристика.

Основные параметры.

Параметры даны при температуре окружающей среды 25 °C.

Основные параметры


Корпус и назначение выводов.

Корпус SOD70
Датчик выполнен в пластиковом цилиндрическом корпусе SOD70. Выводы с одной стороны. Число выводов – два.

Назначение выводов:
1 - электрический контакт 1
2 - электрический контакт 2.

Датчик не имеет полярности. Выводы равнозначны.

 

Маркировка датчиков.

Коды маркировки.

Маркировка

Предельно-допустимые параметры.

Обозначение Параметр Условия Мин. Макс. Ед. изм.
Isen(cont)

 

Длительный
ток датчика
в открытом
воздухе;
Tamb= 25 °C
- 10 мА
в открытом
воздухе;
Tamb= 150 °C
- 2 мА
Tamb Температура
окружающей
среды
-55 +150 °C

 

Электрические характеристики.

Параметры даны при температуре окружающей среды 25 °C, если не указано.

Электрические характеристикиТепловая постоянная времени - время, необходимое для того, чтобы температура устройства достигла значения 63,2 % от общей разности температур. Например, если датчик с температурой 25 °C стремится достичь температуры окружающей среды в  100 °C, то тепловая постоянная времени будет равна времени, в течение которого температура датчика поднимется до значения 72,4 °C.

Температура окружающей среды, сопротивление, температурный коэффициент и максимальная ожидаемая погрешность для KTY81/110 и KTY81/120 при токе 1 мА.

Таблица

Температура окружающей среды, сопротивление, температурный коэффициент и максимальная ожидаемая погрешность для KTY81/121 и KTY81/122 при токе 1 мА.

Таблица

Температура окружающей среды, сопротивление, температурный коэффициент и максимальная ожидаемая погрешность для KTY81/150 при токе 1 мА.

Таблица

Температура окружающей среды, сопротивление, температурный коэффициент и максимальная ожидаемая погрешность для KTY81/210 и KTY81/220 при токе 1 мА.

Таблица

Температура окружающей среды, сопротивление, температурный коэффициент и максимальная ожидаемая погрешность для KTY81/221 и KTY81/222 при токе 1 мА.

Таблица

Температура окружающей среды, сопротивление, температурный коэффициент и максимальная ожидаемая погрешность для KTY81/250 при токе 1 мА.

Nf,kbwf

Эксплуатационные характеристики.

Зависимость сопротивления термодатчика от рабочего тока.Эксплуатационные характеристики

Зависимость отклонения сопротивления термодатчика от рабочего тока.Эксплуатационные характеристики

Максимальный рабочий ток в безопасном режиме.

Эксплуатационные характеристики

Физические размеры корпуса.

Чертеж корпуса SOD70

 

 

 

Добавить комментарий

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