フォトカプラとその応用回路図

科学技術は測定と不可分です。測定の目的は、この情報に基づいて試験対象物を評価または制御するために、試験対象物の物理的または化学的特性に関する情報を得ることであり、この機能を果たす装置はセンサと呼ばれる。センサーは、情報技術の最先端の製品であり、工業生産、農業生産、科学研究および原料、特に温度センサーで広く使用されています。温度センサーの開発は次の3つの段階を経てきました;（1）伝統的なディスクリート温度センサー（敏感な部品を含む）;主に非電気と電力を切り替えることができる。 （2）アナログ内蔵温度センサー/コントローラー（3）インテリジェント温度センサー。現在、新しい国際的な温度センサーは、アナログからデジタル、統合からインテリジェント、そしてネットワーク化へと発展しています。

2センサー分類センサーには多くの分類方法がありますが、一般的に使用されるセンサーには、測定するパラメーターに応じて分類されるものと、変換の原理に従って分類されるものがあります。通常、測定されたパラメータに従って分類され、熱的パラメータ：温度、比熱、圧力、流量、液面などに分類することができる；機械的パラメータ：変位、力、加速度、重量など；物理的パラメータ：比重、濃度、計算モニタリングなど、状態量パラメータ：色、亀裂、摩耗など温度センサは温度パラメータです。測定媒体上のセンサの接触モードに従って、温度センサを２つのカテゴリに分類することができる。１つは接触温度センサであり、もう１つは非接触温度センサであり、接触温度センサの温度測定部品および試験対象は良好でなければならない。熱的接触は、熱平衡を達成するための熱伝導および対流の原理を通して、この時点での値は試験中の物体の温度である。この温度測定方法は比較的正確で、ある程度物体の内部の温度分布を測定することもできますが、動いている物体、小さな熱容量を持っている物体、または温度感知素子に腐食作用を及ぼす物体の場合大間違いです。非接触温度測定の測温素子は、測定対象物に接触していない。最も一般的に使用されている原理は放射熱交換原理です。この種の温度測定方法の主な特徴は、運動状態を測定できる小さなターゲットと、小さいまたは急速な熱容量を持つ物体、および温度場の温度分布ですが、環境によって大きく影響されます。

3センサの原理と開発3.1伝統的な個別温度センサと熱電対熱電対センサ熱電対センサは、工業用計測で最も広く使用されている温度センサで、被測定物に直接接触します。中間媒体の影響を受け、高精度、広い測定範囲、-50℃から1600℃までの連続測定、金 - ニッケル - クロムなどの特殊熱電対、最小検出可能な-269℃、タングステン - 28最高2800℃。熱電対センサーは、主に熱電効果で機能します。図1に示すように、2つの異なる導体AとBが接続されて閉ループを形成し、これが温度検出素子を構成します。導体Ａと導体Ｂの２つの接合部１，２間に温度差があると、両者の間に起電力が生じ、ループ内に一定量の電流が形成され、この現象は熱電効果とも呼ばれ、熱電効果とも呼ばれる。 。熱電対はこの効果を利用します。熱電対の一方の端は、作業端と呼ばれる、互いに溶接された一対のAとBの導体で、温度tの測定媒体に配置されます。もう一方の端は基準または自由端と呼ばれ、t0の一定温度に置かれます。作業端における測定媒体の温度が変化すると、それに応じて熱電位が変化し、その熱電位を温度値を求める処理のためにコンピュータに送る。

フォトカプラとその応用回路図（転送） - zmurder - blog熱電対の両端の熱電位差は、次の式で表すことができます。Et = E（t）-E（t0）ここで、Et—熱電対の熱電位E（t） - 温度がtの場合の熱電位E（t0） - 基準端の温度t0が一定の場合、熱電電位は作業端の温度にのみ関連する。 Ｅｔ ＝ ｆ（ｔ）。熱電対を構成する熱電極の材料が均一である場合、熱電位の大きさは熱電極自体の長さおよび直径とは無関係であり、熱電極の組成および両端の温度にのみ関係する。

3.2集積型（IC）温度センサ（1）アナログ集積型温度センサ集積型センサは、シリコン半導体集積プロセスを使用して製造されるため、シリコンセンサまたはモノリシック集積型温度センサと呼ばれます。アナログ集積型温度センサは、1980年代に登場したもので、温度センサと1チップ化して温度測定とアナログ信号出力を行う専用ICです。アナログ一体型温度センサの主な特長は、単機能（温度測定のみ）、温度測定誤差が小さいこと、低価格、高速応答、長距離伝送、小型サイズ、マイクロ消費電力などです。長距離温度測定および制御測定に適しています。非線形キャリブレーションが必要であり、周辺回路は簡単です。現在でも国内外で広く使用されている一体型センサである、以下は、高感度および高精度のＩＣ温度センサ - ＡＮ６７０１を説明している。 AN6701の回路図を図2に示します。温度検出回路、温度補償回路、およびバッファアンプで構成されています。

フォトカプラとその応用回路図（転送） - ブログIC温度センサ検出回路の出発点は、ベース - エミッタ間電圧を生成するために2つのエミッタの電流密度の差にトランジスタを使用することです差異の原理（VbC）を使って作業する。図3に温度検出および温度補償回路図を示します。図２において、Ｔ１〜Ｔ５は検出回路であり、Ｔ８〜Ｔ１１とＲＣからなる回路はその絶対温度に比例した電流を発生し、この電流をＴ７〜Ｔ１２〜Ｔ１３に注入して注入電流に応じた補償温度を得る。 RCは外部抵抗器であり、センサーの校正をより便利にします。

フォトカプラとその応用回路図（転送） - zmurder - ブログの原点（2）インテリジェント温度センサーセンサー（デジタル温度センサーとも呼ばれます）は、1990年代半ばに導入されました。それは、マイクロエレクトロニクス、コンピュータ技術、そして自動テスト技術（ATE）の結果です。現在、さまざまなインテリジェント温度センサー製品が国際的に開発されています。インテリジェント温度センサは、内部に温度センサ、Ａ ／ Ｄ変換器、信号処理装置、メモリ（またはレジスタ）、およびインターフェース回路を含む。一部の製品には、マルチプレクサ、セントラルコントローラ（CPU）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、および読み取り専用メモリ（ROM）も付属しています。理性的な温度センサーは温度データおよび関連の温度調整を出力する機能によって特徴付けられます;さまざまなマイクロコントローラー（MCU）に合わせます;それはソフトウェアを通してテスト機能を実行するためにハードウェアに基づいていますソフトウェア開発のレベルで。

4インテリジェント温度センサー開発の新しいトレンド21世紀以降、インテリジェント温度センサーは高精度、多機能、バス標準化、高い信頼性と安全性、仮想センサーとネットワークセンサーの開発、およびモノリシックチップの開発を進めています。温度測定システムなどのハイテク分野は急速に発展しています。 4.1温度測定の精度と分解能の向上1990年代半ばに導入された最も初期のインテリジェント温度センサーは、わずか1°Cの低い温度測定精度と分解能を持つ8ビットA /Dコンバータを使用しています。現在、海外では高速・高分解能のインテリジェント温度センサが数多く導入されており、9〜12ビットのA /Dコンバータが使用されており、その分解能は通常0.5〜0.0625℃です。米国のDALLAS Semiconductor Companyによって新たに開発されたDS1624高分解能インテリジェント温度センサは、最大0.03125℃の分解能および±0.2℃の温度測定精度で13ビットのバイナリデータを出力することができます。マルチチャネルインテリジェント温度センサのスルーレートを上げるために、一部のチップは高速逐次比較型A /Dコンバータを使用しています。例として、5チャンネルのインテリジェント温度センサーAD7817を取り上げると、ローカルセンサーと各リモートセンサーの変換時間はわずか27μs、9μsです。