Частота сообщает абсолютную температуру

Jun 09, 2023

Ни для кого не секрет, что полупроводниковые переходы меняют свое поведение с температурой, и этот факт можно использовать для создания датчика температуры. Проблема в том, что вам необходимо калибровать каждое устройство для каждого конкретного транзистора, который вы хотите использовать в качестве датчика, даже если они имеют одинаковый номер детали. Еще в 2011–1991 годах знаменитый [Джим Уильямс] заметил, что, хотя напряжение не было известно, разница между двумя показаниями при разных уровнях тока будет зависеть от температуры известным образом. Он использовал это в заметках по применению, а недавно [Стивен Вудворд] использовал тот же принцип в генераторе, который может считывать температуру.

В схеме используются интегратор и компаратор. Полевой транзистор переключается между двумя значениями тока коллектора. Компаратор управляет полевым транзистором и также служит выходом. Вместо того, чтобы пытаться разгадать схему только по схеме, вы можете легко смоделировать ее с помощью LT Spice или Falstad. В симуляторе Falstad нет возможности изменять температуру, но вы можете увидеть, как она работает. Модель недостаточно хороша, чтобы действительно измерить температуру, но вы можете увидеть, как работают колебания.

Вы можете думать об этом как о преобразователе температуры в частоту. Было бы легко прочитать, скажем, микроконтроллер и преобразовать период в температуру. Каждые 10 микросекунд равны градусу Кельвина. Неплохо для того, что не нужно калибровать.

Термисторы — еще один способ измерения температуры. Иногда датчик вообще не нужен.