IC온도센서(예비보고서)

소개글

IC온도센서(예비보고서)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목적
2. 기본 지식

*온도센서란
*온도센서의 원리
*온도센서의 분류
*온도센서의 종류

-서미스터(Thermistor)
-IC 온도센서

* 온도센서를 실제 사용시의 검토사항

3. 실험 장비 및 부품
(1) 필요한 장비 및 부품
(2) 실험에 사용된 부품 멀티미터

4. 실험 방법

본문내용

서의 원리이다.
*온도센서의 분류*
*온도센서의 종류*
온도 센싱 기술은 소비재, 완구, 산업, 측정 및 주요 PC 애플리케이션에서 광범위하게 사용되고 있다. 온도 센싱에서 가장 많이 사용되는 부품은 써미스터(Thermistor)이다. IC 온도센서 업체들은 IC 센서를 써미스터와 동일한 애플리케이션에 사용하도록 권장하고 있다.
대표적인 IC 온도센서 제조업체인 내셔널 세미컨덕터는 최근 IC 온도센서와 써미스터의 성능을 비교하는 일련의 테스트를 진행하였다. 이 테스트 결과는 온도 센싱에 적합한 부품을 선택하는데 매우 유용한 정보가 될 것으로 보인다.
-서미스터(Thermistor)?
서미스터란 온도에 따라 저항이 변하는 모든 소자를 일컫는 말이다.
일번적으로 모든 물질은 온도가 변화함에 따라 전기저항값이 달라진다. 저항기의 저항온도계수도 이 특성을 나타내는 것이다. 저항기에서는 이 수치가 낮을 수록 안정화된 저항이라고 할 수 있지만 반대로 이 특성을 적극 활용한 부품이 바로 서미스터 이다. 서미스터는 금속산화물을 혼합 성형한 후 소결이라는 과정을 거쳐서 만드는 부품으로 저항이라기보다는 반도체 소자에 가까운 부품이다. 하지만 회로 안에서의 전기적인 역할은 분명히 저항이며 온도 센서의 역할을 한다.
ex)에어컨, 전기밥솥등 가전제품
-IC 온도센서?
서미스터나 열전대의 단점인 직선성, 강도,기준온도 등을 보완한 것이 IC 온도 센서이다. 이것은 실리콘 트랜지스터의 온도 의존성을 응용한 것으로서 트랜지스터의 베이스-이미터 사이의 전압이 온도변화에 대해 거의 직선적으로 변화되는 이러한 현상을 효과적으로 응용한 것이다. 이러한 IC화 온도센서는 여러 가지 신호회로와 감온소자가 일체화 되어 있기 때문에 외부에서의 회로조작을 거의 필요로 하지 않는다. 이 때문에 비교적 좁은 범위의 온도 측정에 많이 쓰인다. 대체 적으로 LM35를 많이 사용한다.
* 온도센서를 실제 사용시의 검토사항 *
검출대상의 온도 범위
감도, 정밀도, 잡음
응답 속도
실장 회로
치수 형상
기계적 강도, 내후성, 내열성
생산성, 가격
3. 실험 장비 및 부품
(1) 필요한 장비 및 부품
① 브레드 보드(Bread board)
② 멀티미터
③ 접촉식 디지털 온도계
④ IC 온도 센서 : AD590(전류 출력형)
⑤ OP 앰프 : uA741
⑥ 저항 : 940Ω, 27kΩ, 55kΩ, 91kΩ
⑦ 가변저항 : 5kΩ, 1kΩ
⑧ 가열 드라이기
(2) 실험에 사용된 부품 멀티미터
① AD590
② OP 앰프 uA741
4. 실험 방법
실험 12-1 : 전류 출력형 IC화 온도 센서
그림 37 전류 출력형 IC 온도 센서 실험회로
(1) 회로 구성도와 같이 회로를 구성한다. 접촉식 디지털 온도계를 AD590의 표면에 부착한다. 전류계는 수백 uA까지 측정가능한 범위로 설정한다.
(2) 전류계에 흐르는 전류값을 측정하고, 가열 드라이기로 AD590의 리드선을 가열하여 온도를 측정하면서, 그 때의 전류값을 측정하여 표 30DP 기록한다.
표 30 전류 출력형 IC 온도 센서 실험결과
실험 과정
실험 과정 (2)
AD590의 온도
25℃
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
90℃
100℃
측정한 전류값
실험 12-2 : 온도 변화에 ekFMS 서미스터의 특성실험
(1) 회로 구성도와 같이 회로를 구성한다. 접촉식 디지털 온도계를 AD590의 표면에 부착한다.
(2) 가열 드라이기를 이용하여 AD590의 메탈 케이스를 가열하면서, 이 때 저항 R1의 양단에 걸리는 전압 V0을 측정하여 표 31에 기록한다.
표 31 AD590을 이용한 전압 출력회로 실험결과
실험 과정
실험 과정 (2)
AD590의 온도
25℃
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
90℃
100℃
측정한 전압값
그림 39 AD590을 이용한 전압 출력회로
▶ 실험 12-3 : AD590을 이용한 1점 조정전압 출력회로(1mV/°K)
그림 39 AD590을 이용한 1점 전압 조정전압 출력전압
(1) 회로 구성도와 같이 회로를 구성한다. 접촉식 디지털 온도계를 AD590에 부착한다.
(2) 전원 인가 후 출력전압 Vo과 AD590의 온도를 확인한다. 가변저항 VR1을 조정하여 현재 온도를 절대온도로 변환한 것에 맞도록 출력전압을 조정한다. 즉, 현재 온도가 25°C인 경우 T[°K] = t[°C] + 273 인 절대온도로 환산하는 식을 이용하면 25°C + 273°C = 298°K이므로, 298°K×1mV/°K = 298mV가 출력전압이 되도록 가변저항 VR1을 조정한다. 이후에 이 가변저항 VR1은 변경하지 않는다.
(3) AD590의 메탈케이스를 가열 드라이기로 가열하면서 그 때의 온도와 출력전압 Vo을 측정하여 표 32에 기록한다.
표 32 AD590을 이용한 1점 조정전압 출력회로 실험결과
실험 과정
실험 과정 (3)
AD590의 온도
°C
25°C
40°C
50°C
60°C
70°C
80°C
90°C
100°C
°K
298
313
323
333
343
353
363
373
출력전압 Vo
▶ 실험 12-4 : AD590을 이용한 2점 조정전압 출력회로(100mV/°C)
그림 40 AD590을 이용한 2점 조정전압 출력회로
(1) 회로 구성도와 같이 회로를 구성한다. 접촉식 디지털 온도계를 AD590에 부착한 후 멀티미터를 A점에 연결한다.
(2) 온도계의 눈금을 읽어 온도계가 지시하는 온도(°C)에 0.1을 곱한 전압이 출력되도록 가변저항 VR1을 조정한다. 이후에 이 가변저항 VR1은 변경하지 않는다.
(3) AD590의 메탈 케이스를 가열 드라이기로 가열하면서 온도계가 눈금 100°C를 가리킬 때 A점의 출력전압이 10V가 되도록 VR2를 조정한다. 이후에 이 가변저항 VR2도 변경하지 않는다.
(4) AD590의 온도가 다시 상온 25°C으로 될 때까지 기다렸다가 가열 드라이기로 가열하여 그 때의 온도와 출력전압 Vo을 측정하여 표 33에 기록한다.
표 33 AD590을 이용한 2점 조정전압 출력회로 실험결과
실험 과정
실험 과정 (2)
AD590의 온도
25°C
40°C
50°C
60°C
70°C
80°C
90°C
100°C
측정한 전압값

키워드

IC,   IC온도센서,   서미스터,   센서