Spezifikationen, Anwendungen und Schaltkreise des TMP36-Temperatursensors

Der Temperatursensor TMP36 ist eine beliebte Wahl für genaue und unkomplizierte Temperaturmessungen in analogen und digitalen Systemen.In diesem Artikel werden die Varianten und Gehäuse des TMP36-Temperatursensors, die Pinbelegung, das Funktionsprinzip, der interne Schaltkreisbetrieb, technische Spezifikationen und mehr erläutert.

Katalog

TMP36 Temperatursensor Basic

Der TMP36-Temperatursensor ist ein analoger Niederspannungssensor, der zur genauen und einfachen Messung der Umgebungstemperatur entwickelt wurde.Es wird von Analog Devices hergestellt und bietet einen linearen Spannungsausgang, der die Temperatur direkt darstellt, was die Verbindung mit Mikrocontrollern und analogen Schaltkreisen vereinfacht.

Der TMP36 arbeitet in einem weiten Temperaturbereich von etwa −40 °C bis +125 °C und arbeitet mit Versorgungsspannungen von 2,7 V bis 5,5 V. Er gibt 10 mV pro Grad Celsius mit einem Offset von 500 mV bei 0 °C aus, was bedeutet, dass keine externe Kalibrierung erforderlich ist.

TMP36-Temperatursensorvarianten und Paketoptionen

TMP36 Teilenummer	Genauigkeit (Typisch)	Temperatur Reichweite	Paket Typ	Paket Code	Notizen
TMP36FS	±2,0 °C	−40 °C bis +125 °C	8-Leiter-SOIC (SOIC_N)	R-8	Standard Genauigkeitsgrad
TMP36FS-REEL	±2,0 °C	−40 °C bis +125 °C	8-Leiter-SOIC (SOIC_N)	R-8	Band und Rolle
TMP36FSZ	±2,0 °C	−40 °C bis +125 °C	8-Leiter-SOIC (SOIC_N)	R-8	Bleifrei
TMP36FSZ-REEL	±2,0 °C	−40 °C bis +125 °C	8-Leiter-SOIC (SOIC_N)	R-8	Bleifrei, Rolle
TMP36GR	±2,0 °C	−40 °C bis +125 °C	5-poliger SOT-23	RJ-5	Höhere Genauigkeit Klasse
TMP36GR-REEL7	±2,0 °C	−40 °C bis +125 °C	5-poliger SOT-23	RJ-5	Rollenverpackung
TMP36GS	±3,0 °C	−40 °C bis +125 °C	8-Leiter-SOIC (SOIC_N)	R-8	Standardnote
TMP36GS-REEL	±3,0 °C	−40 °C bis +125 °C	8-Leiter-SOIC (SOIC_N)	R-8	Band und Rolle
TMP36GT	±3,0 °C	−40 °C bis +125 °C	3-Pin TO-92	T-3-1	Durchgangsloch
TMP36GT9	±3,0 °C	−40 °C bis +125 °C	3-Pin TO-92	T-3-1	Großverpackung
TMP36GT9Z	±3,0 °C	−40 °C bis +125 °C	3-Pin TO-92	T-3-1	Bleifrei
TMP36-PT7	—	−40 °C bis +125 °C	Bare Die	—	Für kundenspezifische Montage

Details zur Pinbelegung des TMP36-Temperatursensors

Alternativen und gleichwertiges Modell

Modell	Hersteller	Ausgabe Typ	Temperatur Reichweite	Bemerkungen
LM50	Texas Instrumente	Analog	−40 °C bis +125 °C	Ähnlich Betriebsbereich und linearer Ausgang
MCP9700	Mikrochip Technologie	Analog	−40 °C bis +125 °C	Geringer Stromverbrauch, TMP36-ähnliches Verhalten
MCP9701	Mikrochip Technologie	Analog	−40 °C bis +125 °C	Verbessert Genauigkeitsversion
AD22100	Analoge Geräte	Analog	−50 °C bis +150 °C	Ratiometrisch Analoger Ausgang
LMT84	Texas Instrumente	Analog	−50 °C bis +150 °C	Kleines Paket, lineare Reaktion
MAX6605	Maxim integriert	Analog	−40 °C bis +125 °C	Werkseitig kalibriert analoger Sensor

Vereinfachtes Ersatzschaltbild

Das Ersatzschaltbild des TMP36-Temperatursensors zeigt, wie das Gerät die Temperatur in einen stabilen und genauen Spannungsausgang umwandelt.Das Herzstück der Schaltung ist eine Bandlückenreferenz, die aus angepassten Bipolartransistoren mit unterschiedlichen Emitterflächen aufgebaut ist.Diese Struktur erzeugt eine Spannungsdifferenz, die sich vorhersehbar mit der Temperatur ändert und das grundlegende Temperaturerfassungselement bildet.

Transistoren und Widerstände im Schaltkreis skalieren diese temperaturabhängige Spannung, um einen linearen Ausgang von 10 mV pro °C mit einem Offset von 500 mV bei 0 °C zu erzeugen.Dieser Offset ermöglicht es dem TMP36, sowohl positive als auch negative Temperaturen zu messen, ohne dass eine negative Versorgungsspannung erforderlich ist.

Die Ausgangsstufe puffert das interne Signal und bietet ausreichende Ansteuerfähigkeit, sodass eine stabile Spannung am Ausgangspin auch bei Anschluss an externe Schaltkreise gewährleistet ist.

Funktionsblockdiagramm

Das Funktionsblockdiagramm des TMP36-Temperatursensors zeigt eine vereinfachte Ansicht der Funktionsweise und Verbindung des Geräts innerhalb eines Systems.Der Sensor wird über den +VS-Pin mit Strom versorgt, der eine Versorgungsspannung von 2,7 V bis 5,5 V akzeptiert, wodurch er für stromsparende und batteriebetriebene Anwendungen geeignet ist.Der GND-Pin dient als Referenzmasse für einen stabilen Betrieb.

Der VOUT-Pin liefert eine analoge Spannung, die direkt proportional zur gemessenen Temperatur ist.Dieser Ausgang ist werkseitig kalibriert und linear, so dass die Temperatur einfach von einem Analog-Digital-Wandler ohne zusätzliche Signalaufbereitung abgelesen werden kann.

Mit dem SHUTDOWN-Pin kann der Sensor in einen Energiesparmodus versetzt werden, wenn keine Temperaturmessungen erforderlich sind.Diese Funktion reduziert den Stromverbrauch und ist besonders bei energieeffizienten Designs nützlich.

Technische Spezifikationen

Parameter	Spezifikation
Sensortyp	Analog Temperatursensor
Ausgabetyp	Analoge Spannung
Temperatur Reichweite	−40 °C bis +125 °C
Genauigkeit	±1 °C (typisch). bei 25 °C)
Linearität	±0,5 °C (typisch)
Ausgabeskala Faktor	10 mV/°C
Ausgangsspannung bei 25 °C	750 mV
Versorgungsspannung Reichweite	2,7 V bis 5,5 V
Versorgungsstrom	< 50 µA (typisch)
Selbsterwärmung	< 0,1 °C Zoll noch Luft
Reaktionszeit	< 1 Sekunde (typisch)
Betrieb Temperatur	−40 °C bis +125 °C
Ausgangsimpedanz	Niedrig (geeignet für ADC-Eingang)
Kalibrierung	Fabrik kalibriert
Typische Pakete	TO-92;SOIC-N; SOT-23

Merkmale des Temperatursensors TMP36

Direkt in Grad Celsius kalibriert

Der TMP36 liefert eine Ausgangsspannung, die direkt der Temperatur in Grad Celsius entspricht.Dies bedeutet, dass keine zusätzlichen Berechnungen oder komplexen Konvertierungen erforderlich sind, was die Verwendung sowohl in analogen als auch in digitalen Temperaturmessanwendungen sehr einfach macht.

Linearer Spannungsausgang

Der Sensor erzeugt einen linearen Ausgang von 10 mV pro °C, was die Temperaturmessung und das Systemdesign vereinfacht.Da sich der Ausgang gleichmäßig mit der Temperatur ändert, lässt er sich problemlos mit Mikrocontrollern, ADCs und Datenerfassungssystemen verbinden.

Großer Temperaturmessbereich

Der TMP36 kann Temperaturen von ca. −40 °C bis +125 °C messen.Dieser große Bereich ermöglicht den Einsatz in vielen Umgebungen, einschließlich Industrieanlagen, Unterhaltungselektronik und Außenanwendungen.

Niedrige Betriebsspannung

Er wird mit einer einzigen Versorgungsspannung zwischen 2,7 V und 5,5 V betrieben. Aufgrund dieser geringen Spannungsanforderung eignet sich der TMP36 ideal für batteriebetriebene Geräte und eingebettete Systeme mit geringem Stromverbrauch.

Geringer Stromverbrauch

Der Sensor verbraucht während des Betriebs nur sehr wenig Strom, was dazu beiträgt, den Gesamtstromverbrauch zu reduzieren.Diese Funktion ist besonders wichtig für tragbare Geräte, IoT-Projekte und energieeffiziente Designs.

Keine externe Kalibrierung erforderlich

Der TMP36 ist werkseitig kalibriert, sodass er sofort nach dem Auspacken präzise funktioniert.Designer müssen keine Trimmkomponenten hinzufügen oder eine manuelle Kalibrierung durchführen, was sowohl Zeit als auch Kosten während der Entwicklung spart.

Hohe Genauigkeit über den typischen Temperaturbereich

Das Gerät bietet eine gute Genauigkeit bei üblichen Betriebstemperaturen und ist daher für die meisten allgemeinen Temperaturüberwachungsaufgaben zuverlässig.Diese Genauigkeit reicht für Anwendungen wie Wärmeschutz, Systemüberwachung und Umgebungssensorik aus.

Einfache analoge Schnittstelle

Mit nur drei Pins – Strom, Masse und Ausgang – lässt sich der TMP36 sehr einfach anschließen.Diese einfache Schnittstelle reduziert die Komplexität der Verkabelung und eignet sich sowohl für Anfänger als auch für professionelle Designs.

Stabile Ausgabe mit geringem Rauschen

Der TMP36 bietet einen stabilen Analogausgang mit minimalem Rauschen, was dazu beiträgt, konsistente Temperaturmesswerte sicherzustellen.Diese Stabilität ist wichtig in Systemen, in denen kleine Temperaturänderungen genau und ohne Signalschwankungen erfasst werden müssen.

Gute Langzeitzuverlässigkeit

Der TMP36 ist auf eine lange Lebensdauer ausgelegt und behält über die Zeit hinweg eine konstante Leistung bei.Dadurch eignet es sich für Anwendungen, die eine kontinuierliche Temperaturüberwachung ohne häufigen Austausch oder Neukalibrierung erfordern.

Schnelle thermische Reaktionszeit

Der Sensor reagiert schnell auf Temperaturänderungen, sodass Systeme schneller auf steigende oder fallende Temperaturen reagieren können.Dies ist nützlich bei Schutzschaltungen, thermischen Abschaltsystemen und Echtzeitüberwachungsanwendungen.

Unempfindlich gegenüber Schwankungen der Versorgungsspannung

Änderungen der Versorgungsspannung haben kaum Auswirkungen auf die Ausgangsgenauigkeit des TMP36.Diese Funktion verbessert die Zuverlässigkeit in Systemen, in denen die Stromversorgung leicht schwanken kann, beispielsweise bei batteriebetriebenen oder tragbaren Geräten.

Funktioniert ohne externe Komponenten

Der TMP36 benötigt für den Grundbetrieb keine externen Widerstände, Kondensatoren oder Referenzspannungen.Dies vereinfacht das Schaltungsdesign, reduziert die Anzahl der Komponenten und senkt die Gesamtsystemkosten.

Kompakte Paketoptionen

Der TMP36 ist in kleinen Gehäusetypen erhältlich und passt problemlos in platzbeschränkte Designs.Aufgrund seiner kompakten Größe eignet es sich für dichte Leiterplatten, kompakte Unterhaltungselektronik und eingebettete Module.

Kompatibel mit den meisten Mikrocontrollern

Der analoge Ausgangsspannungsbereich des TMP36 ist mit den ADC-Eingängen der meisten Mikrocontroller kompatibel.Dies ermöglicht eine einfache Integration in Arduino, PIC, ARM und andere eingebettete Plattformen ohne spezielle Schnittstellenschaltungen.

Möglichkeit zur Messung negativer Temperaturen

Im Gegensatz zu einigen Sensoren, die nur über 0 °C funktionieren, kann der TMP36 negative Temperaturen genau messen.Dies macht es nützlich für Kühlsysteme, die Überwachung von Kühllagern und die Messung der Außentemperatur.

TMP36 Arbeiten in einer Schaltung

Der TMP36 ist ein linearer analoger Niederspannungs-Temperatursensor, der eine Spannung direkt proportional zur Umgebungstemperatur ausgibt.Es ist einfach zu bedienen und erfordert nur wenige externe Komponenten, um zuverlässig zu funktionieren.

In einer typischen Schaltung ist der +VS-Pin mit einer Stromversorgung (normalerweise 2,7 V bis 5,5 V) verbunden, der GND-Pin ist mit der Schaltungsmasse verbunden und der VOUT-Pin liefert eine analoge Spannung, die die Temperatur darstellt.Ein kleiner 0,1-µF-Entkopplungskondensator wird zwischen Versorgung und Masse platziert, um Rauschen zu reduzieren und die Stabilität zu verbessern.

Der TMP36 verfügt über eine lineare Ausgangsskala von 10 mV/°C mit einem Offset von 500 mV bei 0 °C.Dieser Offset ermöglicht es dem Sensor, Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu messen, ohne dass eine negative Versorgungsspannung erforderlich ist.Die Temperatur kann mit der Formel berechnet werden:

Temperatur (°C) = (VOUT − 500 mV) ÷ 10 mV

In der gezeigten Beispielschaltung wird ein Widerstandsteiler (R1 und R2) verwendet, um die Ausgangsspannung für bestimmte Messbereiche oder Schnittstellen zu skalieren oder zu referenzieren.Der Ausgang zeigt beispielsweise etwa 18 mV bei –40 °F und etwa 315 mV bei +257 °F an, was zeigt, wie die Spannung stetig mit der Temperatur ansteigt.

Um TMP36 mit einem Mikrocontroller zu verwenden, verbinden Sie einfach VOUT mit einem ADC-Pin und wandeln Sie die gemessene Spannung mithilfe der obigen Formel in Temperatur um.Sein geringer Stromverbrauch, seine gute Genauigkeit und die minimalen externen Komponenten machen den TMP36 ideal für eingebettete Systeme, Umweltüberwachung, Unterhaltungselektronik und Hobbyprojekte.

TMP36-Sensoranwendungen

• Überwachung der Umgebungslufttemperatur

• Wärmesensorik in der Unterhaltungselektronik

• Mikrocontroller-basierte Temperaturprojekte (Arduino, Raspberry Pi usw.)

• HVAC- und Klimakontrollsysteme

• Überwachung der Batterietemperatur

• Überhitzungsschutz des Netzteils

• Temperaturmessung von Industrieanlagen

• Messung der Fahrzeuginnentemperatur

• Medizinische und Gesundheitsüberwachungsgeräte

• Datenlogger und Wetterstationen

• Hausautomation und intelligente Geräte

• Übertemperaturerkennung und Alarme

Vergleich: TMP36 vs. LM35

Funktion	TMP36	LM35
Sensortyp	Analog Temperatursensor	Analog Temperatursensor
Ausgabetyp	Analoge Spannung	Analoge Spannung
Ausgabeskala	10 mV/°C mit 500 mV Offset	10 mV/°C (Nr Offset)
Ausgabe bei 0 °C	500 mV	0 mV
Temperatur Reichweite	−40 °C bis +125 °C	0 °C bis +150 °C
Versorgungsspannung	2,7 V bis 5,5 V	4 V bis 30 V
Genauigkeit (Typisch)	±1 °C bei 25 °C	±0,5 °C bei 25 °C
Erfordert Negatives Angebot	Nein	Ja (für unter 0 °C)
Kalibrierung Erforderlich	Nein	Nein
Macht Verbrauch	Sehr niedrig	Niedrig
Einfachheit der MCU Schnittstelle	Sehr einfach	Einfach
Gewöhnlich Anwendungen	Batteriebetrieben Geräte, Mikrocontroller	Industrie, Labor, eingebettete Systeme

Mechanische Abmessungen des TMP36

Hersteller

Analog Devices, Inc. stellt den TMP36 mit präzisem Analogdesign, bewährten Halbleiterprozessen und strenger Qualitätskontrolle her.Fortschrittliche Wafer-Fertigung, automatisierte Montage und Werkskalibrierung sorgen für gleichbleibende Genauigkeit, geringen Stromverbrauch und zuverlässige Leistung und ermöglichen so eine Massenproduktion und langfristige Produktverfügbarkeit.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie verbessert man die TMP36-Genauigkeit in lauten Umgebungen?

Verwenden Sie eine ordnungsgemäße PCB-Erdung, kurze Signalleitungen und einen 0,1-µF-Entkopplungskondensator in der Nähe des Sensors, um Rauschen zu reduzieren und die Messwerte zu stabilisieren.

2. Kann der TMP36 mit langen Kabelverbindungen verwendet werden?

Ja, aber lange Kabel können Rauschen verursachen;Die Verwendung abgeschirmter Kabel oder das Hinzufügen eines Pufferverstärkers trägt zur Aufrechterhaltung der Signalintegrität bei.

3. Welche ADC-Auflösung wird für TMP36-Temperaturmessungen empfohlen?

Ein 10-Bit-ADC eignet sich gut für den allgemeinen Gebrauch, während ein 12-Bit-ADC oder höher eine bessere Temperaturauflösung und Präzision bietet.

4. Driftet der TMP36 mit der Zeit?

Der TMP36 ist auf Langzeitstabilität ausgelegt und weist unter normalen Betriebsbedingungen typischerweise eine sehr geringe Drift auf.

5. Wo sollte der TMP36 für eine genaue Temperaturmessung platziert werden?

Platzieren Sie es in der Nähe der zu messenden Wärmequelle und fern von Luftströmungen, Leistungskomponenten oder wärmeerzeugenden ICs.

6. Kann der TMP36 wasserdicht gemacht werden?

Ja, es kann in einem wasserdichten Gehäuse eingeschlossen oder mit wärmeleitendem Epoxidharz beschichtet werden, um es in feuchten Umgebungen oder im Freien zu verwenden.

7. Wie glättet man schwankende TMP36-Messwerte in der Software?

Die Anwendung digitaler Mittelwertbildung oder eines einfachen Tiefpassfilters in der Firmware trägt zur Stabilisierung der Temperaturmesswerte bei.

8. Ist der TMP36 von Änderungen der Versorgungsspannung betroffen?

Der TMP36 ist weitgehend unempfindlich gegenüber kleinen Versorgungsschwankungen und ist daher in batteriebetriebenen und tragbaren Systemen zuverlässig.

9. Kann die TMP36-Ausgabe direkt in Fahrenheit konvertiert werden?

Ja, nach der Berechnung von Celsius aus der Ausgangsspannung kann das Ergebnis mit einer einfachen Formel in der Software in Fahrenheit umgerechnet werden.