تعريف الحساس الحراري :
هو الأداةالتي تحولدرجة الحرارةالى جهدكهربائي يتناسبمع قيمةدرجة الحرارةالمطبقة عليه.
مثال : أبسطمثال هوالديود فعندتعرضه لحرارةفتبدأ بعضالالكترونات بالتحررمن مدارتهاويزداد مرورالتيار (علاقةطردية بينالتيار والحرارة)
استخدام الديود كحساس حراري :
عند انحيازالديود السيليكونيأماميا فيدرجة 25°فان جهدالانحياز الأماميحوالي 0.65 [v] وعندزيادة درجةالحرارة فانذلك سيؤديالى زيادةعدد الالكتروناتالمتحررة منذرات المادةالنصف الناقلةوبالتالي ازديادقيمة التيارالمار وبالتاليانخفاض جهدالانحياز
الأمامي (عملياًفان كل1°تقابلانخفاض جهدالانحياز الأماميبمقدار 2 الى3 ميلي فولت) .
مساوئ الديود كحساس حراري :
a. قيمةالجهد المقابللكل 1 °صغيرة
b. العلاقةالعكسية بينالحرارة وجهدانحياز الديود.
تكييف الاشارة:
1- وصلمضخم لتضخيماشارة الخرج .
2- جعلالعلاقة طرديةبين الحرارةوجهد انحياز الديود(باستخداممضخم عملياتييعمل علىطرح جهدمرجعي منقيمة جهدانحياز الديود).
الحساس الحراري تجارياً :
يتوفر فيالسوق العنصرLM35DZ وهو حساسحراري قادرعلى قياسدرجات حرارةمن 0°الى 100° و LM35CZ ومجالهمن - 40°الى 110° ، حيث من أجل كل1° يعطيجهد قدره10 ميليفولت و الجهد يتناسببشكل طرديمع ازدياددرجة الحرارة و تيارالحساس لايتجاوز 56 ميكرواّمبير وبالتاليالأثر الحراريالناتج منالحساس مهمل .أقطاب الحساس :
القطب 2 هوخرج الحساس
القطب 1,3 تغذيةالحساس
يترواح جهدالتغذية من4 الى 30 فولتوبالتالي هذاالحساس متوافقمع داراتالـ TTL وكذلكمع المتحكماتالصغرية .
مصطلحات الأداء:
• المجال: 0° الى100 °
• المدى:100 °
• الدقة: ±3⁄4°C
• الحساسية: + 10.0 mV/°C
• خطأعدم الخطية: ±1⁄4°C
• ممانعةالخرج : 0.1 Ω
البنية الداخلية :
شرح اّلية العمل:
عند يتعرضالحساس الىحرارة فانالترانزستورين Q1,Q2 ستزدادقيمة التيارالمار فيهماوتيار Q1 عشرة أضعافتيار الترانزستورQ2 وقيمةالتيارين ستقارنعبر المقارنA1
يعمل A1 على تطبيقجهد علىخرجه طالماتيار Q1 أكبر منتيار Q2 وبالتالي يمرتيار عبرNR1,R2 ويتشكلهبوط جهدعلى كلمن قاعدةQ1,Q2 ولكنالجهد علىقاعدة Q1 أصغر منالجهد علىقاعدة Q2 وبالتالي يزدادتيار Q2 حتى يصبحالتيارين متساويين.
المقارن A2يعمل علىمقارنة الجهدالناتج منمحصلة الترانزستورينQ1,Q2 معجهد الخرجالفعلي وطالماالجهد المطبقأكبر منجهد الخرجفان خرجالمقارن يكونعند المستويالمرتفع وبالتاليترانزستور الخرجيكون فيحالة تمريرويزداد جهدالخرج وعندمايتساويان فانخرج المقارنيصبح عندالمستوي المنخفضويصبح الترانزستورفي حالةقطع .
تحويل الجهد الى درجة الحرارة المكافئة:
يمكن بكلبساطة باستخدامالمتحكم المصغرMicroprocessor قراءةقيمة الجهدمن خرجالحساس واجراءالحسابات اللازمة(التقسيمعلى 10)
No comments :
Post a Comment