熱センサー回路:動作と回路の構築方法
同様に、熱と温度上昇を感じることができます。電子機器も同じことができます。生物学的プロセスに依存する身体とは異なり、電子デバイスは温度センサーを使用しており、温度センサーには幅広い用途があります。熱センサー回路についてもっと知りたい電気愛好家なら、これはあなたのためのものです。
1.熱センサー回路とは
温度センサー回路は、熱センサー内にあります。温度が上昇し、特定の値を超えると、LED の点滅またはブザーで通知します。煙探知器のアラームなど、警告アラーム デバイスとして機能すると言えます。
測温抵抗体または熱電対は、電気信号を使用して摂氏温度を読み取ります。
温度感知回路は、コンピューターからハイテク キッチン家電に至るまで、今日のデジタル世界のいたるところにあります。過度の熱は電子デバイスの高価なコンポーネントを損傷する可能性があるため、これらは必要です。熱センサーは、セキュリティ システムの改善にも不可欠です。
2.では、熱センサー回路はどのように機能するのでしょうか?
単純な温度センサー回路は通常、周囲の熱を感知する目的に役立ちます。温度計の機能は、ダイオードを通過する出力電圧に依存します。つまり、温度変化はダイオードの抵抗に正比例します。温度が高ければ高いほど、対抗はより優れたものになり、その逆も同様です。
可変抵抗器を使用してしきい値レベルを調整できます。
下の図は、負温度係数タイプのサーミスタを利用した基本的な熱センサー回路図を表しています。 NTC は、温度が上昇すると抵抗値が減少する役割を果たします。このビデオには、NTC とそのテスト方法に関する詳細情報が含まれています。
熱センサー集積回路図
回路内のコンポーネント:
<オール>
トランジスタ BC57 は、熱が設定温度範囲を超えるとブザーをオンにし、熱が制限を下回るとブザーをオフにします。
トランジスタのベースは、サーミスタと可変抵抗器を使用してバッテリからバイアスを取得します。一方、ブザーはトランジスタの出力に接続します。
スイッチは回路をオンにします。
3.熱センサーの種類と用途
熱センサーは、その動作に基づいて 2 つのカテゴリに分類されます。彼らです;
<オール>I.定温熱感知器
この検出器は 2 つの感熱熱電対を使用し、1 つは対流または放射による熱伝達を監視し、もう 1 つは環境からの熱を監視します。
熱感知器は開始時の温度に関係なく作動し、温度は毎分 12°F から 15°F まで上昇します。熱探知機の閾値の種類を特定できる可能性があれば、低温火災でも探知機を作動させることができます。
定温熱感知器
II.熱感知器の上昇率。
故意に火を起こすような低い熱発生率には反応しません。
136.4°F または 58°C のしきい値に達するたびに反応する固定温度要素により、ゆっくりと進行する火災を検出するのに役立ちます。
上昇率検出器
温度センサーには、その特性に応じてさまざまな種類があります。温度センサーは、デジタルまたはアナログ信号からの温度による物理的な変化を感じることができるシステムからの熱を感知します。基本的なセンサーの種類は次のとおりです。
接触式温度センサーの種類- 伝導によって広範囲にわたって液体、固体、または気体を検出するには、物体と物理的に接触している必要があります。
非接触温度センサーの種類 – 放射と対流を使用して温度変化を検出します。赤外線放射を使用して、放射する気体と液体を見ることができます。
4.一次熱センサー回路の構築方法
効果的な一次熱センサーを構築できます。作るためのアイテムは簡単にアクセスできます。
最初のステップは、部品を準備することです。彼らは;
- トランジスタ BC547
- ダイオード 1N4148
- 抵抗器 (IEC)
- NPN トランジスタ
- 電源用の 9 V バッテリー
- LED ライト
- ポテンショメーター (IEC)
また、コンポーネントがどこにあるかをマッピングするのに役立つ温度検出回路設計も必要です。
回路設計
トランジスタ BC547 は熱センサーとして機能します。 pn ジャンクションの温度が上昇すると、トランジスタは部分的に導通し始めます。
ダイオード 1N4148 と 1k オームの可変抵抗器は、熱感受性のしきい値を設定するのに役立ちます。感度を調整したい場合は、ノブを回すことができます。
温度がしきい値レベルを超えて上昇すると、コレクター電流が増加し、LED がゆっくりと点灯し始めるようになります。
回路のテストを開始する前に、可変抵抗器を設定する必要があります。ノブを一方向に完全に回すと LED が消灯し、反対方向に回すと LED が点灯します。したがって、ポテンショメータをわずかに回転させて照明を開始する位置に設定します。
以下の式を使用すると、トランジスタの pn ジャンクションの温度依存性を理解できます。
T =ケルビン単位の温度、
T 0 =基準温度、
V G 0 =絶対零度におけるバンドギャップ電圧、
V BE 0 =温度でのジャンクション電圧
T 0 と現在の私 C0 、k =ボルツマン定数、
q =電子の電荷
n =デバイス依存の定数。
ジャンクション電圧は電流密度の関数です。 2 つのジャンクションを同じ電流で動作させることにより、同様の電圧出力を得ることができます。
この式の詳細については、こちらをご覧ください。
ベース-エミッタ間電圧 (VBE) は約 -2.5 mV/°C 低下します。これは、B と E の間で電圧降下があることを意味します。
ベースを短絡すると、NPN トランジスタは (2) とコレクタ (1) を短絡し、ダイオードとして機能します。その場合、2 と 1 はプラス端子として機能し、3 はマイナス端子として機能します。
電圧源を維持すると、電圧はトランジスタの温度の関数になります。
NPN トランジスタ BC547 1 コレクタ、2 ベース、3 エミッタのピン構成
トランジスタ BC547 の動作温度は摂氏 150 度までで、熱センサーとして高温で動作します。この要因により、効果的な火災報知器を作るのに役立ちます.
5.温度センサーの利点
- 即座に応答
- より正確です
- メディアには影響しません
- 出力の調整が容易
6.結論
結論として、単純な熱センサー集積回路の作成方法について知識を深めていただければ幸いです。ニーズに合わせて、デザインにコンポーネントを簡単に変更または追加できます。ご質問やご意見がございましたら、こちらからお気軽にお問い合わせください。
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