Wärmesensorschaltung:Betrieb und Aufbau einer

Auf die gleiche Weise können Sie Hitze und einen Temperaturanstieg spüren; Elektronische Geräte können dasselbe tun. Im Gegensatz zu Ihrem Körper, der von biologischen Prozessen abhängt, verwenden elektronische Geräte Temperatursensoren, und Temperatursensoren haben umfangreiche Verwendungsmöglichkeiten. Wenn Sie ein Elektro-Enthusiast sind, der mehr über die Wärmesensorschaltung erfahren möchte, ist dies genau das Richtige für Sie.

1. Was ist eine Wärmesensorschaltung?

Die Temperatursensorschaltung existiert innerhalb des Wärmesensors. Es benachrichtigt einen, wenn die Temperatur ansteigt und einen bestimmten Wert mit Hilfe der blinkenden LED oder eines Summers überschreitet. Wir können sagen, dass es als Warnalarmgerät funktioniert, z. B. in einem Rauchmelderalarm.

Ein Widerstandstemperaturfühler oder ein Thermoelement verwendet ein elektrisches Signal, um Temperaturwerte in Grad Celsius zu liefern.

Schaltkreise zur Temperaturerfassung sind in der heutigen digitalen Welt allgegenwärtig, von Computern bis hin zu Hightech-Küchengeräten. Sie sind notwendig, da übermäßige Hitze die teuren Komponenten in einem elektronischen Gerät beschädigen kann. Wärmesensoren sind auch für die Verbesserung von Sicherheitssystemen von entscheidender Bedeutung.

2. Wie funktioniert also eine Wärmesensorschaltung?

Eine einfache Temperatursensorschaltung dient typischerweise dazu, die Wärme um sie herum zu erfassen. Die Funktion des Temperaturmessers hängt von der Ausgangsspannung ab, die über die Diode fließt, was bedeutet, dass die Temperaturänderung direkt proportional zum Widerstand der Diode ist. Je höher die Temperatur ist, desto besser wird der Widerstand und umgekehrt.

Sie können den Schwellenpegel mit dem variablen Widerstand einstellen.

Das folgende Diagramm stellt ein grundlegendes Wärmesensor-Schaltbild dar, das einen Thermistor vom Typ mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet. Der NTC ist dafür verantwortlich, dass der Widerstandswert sinkt, wenn die Temperatur ansteigt. Dieses Video enthält weitere Informationen zum NTC und wie man ihn testet.

Integrierter Schaltplan des Wärmesensors.

Komponenten in der Schaltung sind:

1. NTC-Thermistor 2,2 kΩ
2. Variabler Widerstand 10KΩ
3. Transistor BC547 (NPN)
4. Summer 9V
5. Kondensator 1uF/16V
6. 9-V-Batterie

Der Transistor BC57 schaltet den Summer ein, wenn die Wärme den eingestellten Temperaturbereich überschreitet, und schaltet ihn aus, wenn die Wärme unter die Grenzen fällt.
Die Basis des Transistors erhält Vorspannung von der Batterie mit dem Thermistor zusammen mit dem variablen Widerstand. Der Summer hingegen ist mit dem Ausgang des Transistors verbunden.
Der Schalter schaltet den Stromkreis ein.

3. Arten und Anwendung des Wärmesensors

Der Wärmesensor basiert seine zwei Kategorien auf seinem Betrieb. Sie sind;

1. Anstiegsrate der Wärmemelder
2. Wärmemelder mit fester Temperatur

Ich. Wärmemelder mit fester Temperatur

Dieser Detektor verwendet zwei wärmeempfindliche Thermoelemente, von denen eines die Wärmeübertragung durch Konvektion oder Strahlung und das andere die Wärme aus der Umgebung überwacht.
Der Wärmemelder funktioniert unabhängig von der Starttemperatur und die Temperatur steigt von 12˚ auf 15˚F pro Minute. Wenn es die Möglichkeit gibt, den Schwellwert des Wärmemeldertyps zu bestimmen, können wir den Melder bei Niedrigtemperatur-Brandbedingungen betreiben.

ein Wärmemelder mit fester Temperatur

II. Anstiegsrate der Wärmemelder.

Es reagiert nicht auf niedrige Wärmefreisetzungsraten, die absichtlich ein Feuer auslösen.
Es hilft, sich langsam entwickelnde Brände aufgrund seines festen Temperaturelements zu erkennen, das reagiert, wenn es einen Schwellenwert von 136,4 ˚F oder 58 ˚C erreicht.

ein Wärmeratendetektor

Abhängig von ihren Eigenschaften gibt es verschiedene Arten von Temperatursensoren. Ein Temperatursensor erfasst die Wärme, die von einem System kommt, das es uns ermöglicht, physische Veränderungen aufgrund der Temperatur zu spüren, die von einem digitalen oder analogen Signal kommt. Die grundlegenden Sensortypen sind:

Kontakttemperatursensortypen- Es muss in physischem Kontakt mit dem Objekt stehen, um Flüssigkeiten, Feststoffe oder Gase über einen weiten Bereich durch Leitung zu erkennen.

Berührungslose Temperatursensortypen – erkennt Temperaturänderungen durch Strahlung und Konvektion. Es kann Infrarotstrahlung verwenden, um das Gas und die Flüssigkeit zu sehen, die strahlen.

4. Wie bauen wir einen primären Wärmesensorkreis auf?

Sie können einen effektiven primären Wärmesensor bauen. Die Elemente zum Erstellen sind leicht zugänglich.

Der erste Schritt besteht darin, die Teile vorzubereiten. sie sind;

• Transistor BC547
• Diode 1N4148
• Widerstände (IEC)
• ein NPN-Transistor
• eine 9V-Batterie für die Stromversorgung
• eine LED leuchtet
• Potentiometer (IEC)

Sie benötigen außerdem ein Schaltungsdesign zur Temperaturerkennung, um herauszufinden, wohin die Komponenten gehen.

Schaltungsdesign

Der Transistor BC547 fungiert als Wärmesensor. Wenn die Temperatur des p-n-Übergangs ansteigt, beginnt der Transistor teilweise zu leiten.

Die Diode 1N4148 und der variable 1-kOhm-Widerstand helfen dabei, einen Schwellenwert für die Wärmeempfindlichkeit festzulegen. Sie können den Knopf drehen, wenn Sie die Empfindlichkeit anpassen möchten.

Wenn die Temperatur über den Schwellenwert ansteigt, steigt der Kollektorstrom, wodurch die LED langsam zu leuchten beginnt.

Sie sollten den variablen Widerstand einstellen, bevor Sie mit dem Testen der Schaltung beginnen. Wenn Sie den Knopf vollständig in eine Richtung drehen, wird die LED ausgeschaltet, und wenn Sie ihn in die entgegengesetzte Richtung drehen, leuchtet die LED auf. Stellen Sie daher das Potentiometer in eine Position, in der eine leichte Drehung die Beleuchtung beginnt.

Durch die Verwendung der folgenden Formel können wir die Temperaturabhängigkeit von p-n-Übergängen im Transistor verstehen.

T =Temperatur in Kelvin,

T ₀ =Bezugstemperatur,

V _{G 0} =Bandlückenspannung am absoluten Nullpunkt,

V _{SEIN 0} =Sperrschichtspannung bei Temperatur

T ₀ und aktuelles I _C0 ,k =Boltzmann-Konstante,

q =Ladung auf einem Elektron,

n =eine geräteabhängige Konstante.

Die Übergangsspannung ist eine Funktion der Stromdichte. Wir können eine ähnliche Ausgangsspannung erhalten, indem wir die beiden Übergänge mit dem gleichen Strom betreiben.

Weitere Informationen zu dieser Formel finden Sie hier.

Die Basis-Emitter-Spannung (VBE) fällt um ca. -2,5 mV/°C ab. Das heißt, es gibt einen Spannungsabfall zwischen B und E.

Wenn wir die Basis kurzschließen, schließt ein NPN-Transistor (2) und den Kollektor (1) kurz und fungiert als Diode. In diesem Fall dienen 2 und 1 als Pluspol, während 3 als Minuspol fungiert.

Wenn wir die Spannungsquelle beibehalten, wird die Spannung zur Funktion der Temperatur über dem Transistor.

NPN-Transistor BC547 Pin-Konfiguration mit 1-Kollektor, 2-Basis, 3-Emitter

Der Transistor BC547 hat eine Betriebstemperatur von bis zu 150 Grad Celsius und arbeitet bei hohen Temperaturen als Wärmesensor. Aufgrund dieses Faktors hilft es, effektive Feueralarme zu machen.

5. Vorteile des Temperatursensors

• Reagiert sofort
• Es ist genauer
• Wirkt sich nicht auf das Medium aus
• Es ist einfach, die Ausgabe zu konditionieren

6. Fazit

Abschließend hoffen wir, dass Sie jetzt wissen, wie man einfache integrierte Schaltkreise für Wärmesensoren herstellt. Sie können ganz einfach beliebige Komponenten zu Ihrem Design ändern oder hinzufügen, um es an Ihre Bedürfnisse anzupassen. Wenn Sie Fragen oder Anmerkungen haben, können Sie uns gerne hier kontaktieren.