Senzorii de temperatură sunt utilizaţi într-o gamă largă de funcţii începând de la oprirea (shut-down) sistemului în cazul unor condiţii de supra-temperatură până la afişarea temperaturii şi calibrării termice în sistemele de mare precizie. Performanţa sistemului poate fi îmbunătăţită, iar ciclii de dezvoltare scurtaţi dacă se aleg de la început senzorii de temperatură adecvaţi pentru o aplicaţie specifică
Proiectele rezultate din diferitele aplicaţii au condus la unele apropieri către circuitele de detecţie de temperatură realizate din siliciu diferenţiate doar de forma semnalelor de ieşire şi de metodele de prelucrare ale acestora. Primii senzori fabricaţi din siliciu au fost simple forme analogice. Cererile pentru simplificarea sistemului au impus apariţia dispozitivelor electronice care integrează o parte semnificativă a circuitului de condiţionare a semnalului. Cele mai populare tipuri dintre acestea oferă o ieşire de tensiune logică sau digitală.
Principiul de funcţionare de bază al unui senzor analogic este într-un fel foarte asemănător cu al unui termistor, livrând o tensiune de ieşire proporţională cu temperatura măsurată. Când este necesară o relaţie liniară între temperatură şi tensiunea de ieşire, un senzor de temperatură din siliciu este o alegere mai bună decât un termistor pentru că elimină necesitatea existenţei unui circuit extern de liniarizare (vezi figura 1). Senzorii de temperatură analogici sunt disponibili cu diferite scale de ieşire (K, °C sau °F) şi de asemenea cu tensiuni de offset care permit monitorizarea temperaturilor negative în timp ce se folosesc surse “single” de tensiune.
Semnalul de ieşire al unui senzor analogic de temperatură poate fi trimis unui comparator care să genereze un indicator de depăşire a temperaturii sau poate alimenta intrarea unui convertor analog/digital pentru afişarea datelor de temperatură în timp real (vezi figura 2). Senzorii analogici de temperatură sunt ideali pentru aplicaţii care necesită costuri minime, dimensiuni mici şi consum redus de putere.
Ieşirea logică a unui senzor de temperatură, de asemenea cunoscut drept comutator de temperatură, prezintă un semnal de nivel logic atunci când o temperatură măsurată este mai înaltă (sau mai joasă) decât o valoare limită specificată. Excursia punctului (limita) este programabilă în momentul fabricaţiei sau poate fi fixată printr-un rezistor extern. Acest tip de senzor prezintă avantajul unui cost mic şi unei proiectări uşoare. Funcţii suplimentare precum nivelul ajustabil al histerezisului şi limite/semnale de ieşire multiple sunt adesea disponibile. Aplicaţiile tipice includ sisteme care necesită indicatoare de supra sau sub-temperatură pentru a închide sistemul (sisteme de alertare) şi acelea care pornesc un ventilator sau un radiator (circuitul de control al unui termostat).Datorită nevoii tot mai mari a obţinerii unui control sofisticat, a unei precizii mai bune şi a unei rezoluţii mai înalte, au fost dezvoltaţi pentru a răspunde acestor necesităţi senzorii digitali de temperatură.
Aceşti senzori oferă posibilitatea citirilor directe de temperatură fără nevoia altor componente externe. Îndeplinirea acestor condiţii se realizează prin integrarea tuturor funcţiilor necesare într-o capsulă de mici dimensiuni (vezi figura 3). Un avantaj major al interfeţei digitale este creşterea complexităţii oferite de bucla de control a temperaturii şi de software-ul de control care permit un upgrade uşor atunci când se schimbă partea hardware a sistemului sau proprietăţile termice. Aplicaţiile pentru aceşti senzori includ protecţia termică a unităţii centrale/plăcii de circuit şi calibrarea termică a sistemului.
Aflându-se în faţa acestei alegeri, proiectanţii pot simplifica procesul de selecţie prin realizarea unei evaluări preliminare a aplicaţiei finale a scopului şi cerinţelor sistemului. Atributele de care trebuie ţinut seama includ intervalul de temperatură, costul total, timpul de răspuns termic, dimensiunea capsulei, locul interfeţei electronice şi cerinţele de precizie. Senzorii de temperatură din siliciu sunt uşor de interfaţat cu restul circuitelor şi necesită (sau uneori nu), mici circuite adiţionale de condiţionare a semnalului. Înţelegerea diferenţelor dintre tipurile de senzori poate ajuta inginerii să selecţioneze cel mai bun produs pentru o aplicaţie dată.
de George Paparrizos, Microchip Technology Inc.