Hoe om die korrekte termistor vir 'n temperatuursensor te kies?

Wanneer gekonfronteer word met duisende NTC termistor tipes, om die regte een te kies, kan nogal oorweldigend wees. In hierdie tegniese artikel, Ek sal jou deur 'n paar van die belangrike parameters lei om in gedagte te hou wanneer jy 'n termistor kies. Dit is veral waar wanneer daar tussen die twee algemene tipes termistors wat vir temperatuurwaarneming gebruik word, besluit word: negatiewe temperatuurkoëffisiënt NTC termistors of silikon-gebaseerde lineêre termistors. NTC termistors word wyd gebruik as gevolg van hul lae prys, maar bied laer akkuraatheid by uiterste temperature. Silikon-gebaseerde lineêre termistors bied beter werkverrigting en hoër akkuraatheid oor 'n groter temperatuurreeks, maar is oor die algemeen duurder. Soos ons hieronder sal sien, ander lineêre termistors kom op die mark wat meer koste-effektief bied, hoëprestasie-opsies. Help om 'n wye reeks temperatuurwaarnemingsbehoeftes aan te spreek sonder om die algehele koste van die oplossing te verhoog.

Kies die regte sonde vir temperatuurwaarneming

Die keuse van die regte NTC-termistor vir temperatuursensor

Die keuse van die regte NTC termistor sensor

Die regte termistor vir jou toepassing sal van baie parameters afhang, soos:
· Materiaalbrief (BOM) koste;
· Weerstandverdraagsaamheid;
· Kalibrasiepunte;
· Sensitiwiteit (verandering in weerstand per graad Celsius);
· Selfverhitting en sensordryf;

BOM koste
Termistors self is nie duur nie. Aangesien hulle diskreet is, hul spanningsval kan verander word deur addisionele stroombane te gebruik. Byvoorbeeld, as jy 'n nie-lineêre NTC-termistor gebruik en 'n lineêre spanningsval oor die toestel wil hê, jy kan kies om 'n bykomende weerstand by te voeg om hierdie eienskap te help bereik. Egter, 'n ander alternatief wat BOM en totale oplossingskoste kan verminder, is om 'n lineêre termistor te gebruik wat die verlangde spanningsval op sy eie verskaf. Die goeie nuus is dit met ons nuwe lineêre termistorfamilie, albei is moontlik. Dit beteken ingenieurs kan ontwerpe vereenvoudig, stelselkoste te verminder, en verminder gedrukte stroombaan (PCB) uitleg grootte met ten minste 33%.

Weerstand Toleransie
Termistors word gekategoriseer volgens hul weerstandstoleransie by 25°C, maar dit beskryf nie volledig hoe hulle oor temperatuur verander nie. Jy kan die minimum gebruik, tipies, en maksimum weerstandswaardes verskaf in die toestelweerstand vs. temperatuur (R-T) tabel in 'n ontwerpinstrument of datablad om die toleransie oor 'n spesifieke temperatuurreeks van belang te bereken.

Om te illustreer hoe toleransies verander met termistortegnologie, kom ons vergelyk 'n NTC en ons TMP61 silikon-gebaseerde termistor. Hulle is albei gegradeer vir 'n ±1% weerstandstoleransie. Figuur 1 illustreer dat die weerstandstoleransie van beide toestelle toeneem soos die temperatuur wegbeweeg van 25°C, maar daar is 'n groot verskil tussen die twee by die uiterste temperature. Dit is belangrik om hierdie verskil te bereken sodat jy 'n toestel kan kies wat 'n laer toleransie oor die temperatuurreeks van belang handhaaf.

Hoe om die regte termistor vir jou temperatuursensor te kies

Figuur 1: Weerstand Toleransie: NTC vs. TMP61

Kalibrasiepunte
Om nie te weet waar die termistor binne sy weerstandstoleransiereeks is nie, sal stelselwerkverrigting verswak omdat jy 'n groter foutmarge benodig. Kalibrasie sal jou vertel watter weerstandswaarde om te verwag, wat jou kan help om die foutmarge aansienlik te verminder. Egter, dit is 'n bykomende stap in die vervaardigingsproses, so kalibrasie moet tot 'n minimum beperk word.

Die aantal kalibrasiepunte hang af van die tipe termistor wat gebruik word en die temperatuurreeks van die toepassing. Vir smal temperatuurreekse, een kalibrasiepunt is geskik vir die meeste termistors. Vir toepassings wat 'n wye temperatuurreeks benodig, jy het twee opsies: 1) kalibreer drie keer met 'n NTC (dit is as gevolg van hul lae sensitiwiteit by uiterste temperature en hoër weerstandstoleransie). Of 2) kalibreer een keer met 'n silikon-gebaseerde lineêre termistor, wat meer stabiel is as 'n NTC.

Sensitiwiteit
'n Groot verandering in weerstand per graad Celsius (sensitiwiteit) is net een van die uitdagings wanneer jy probeer om goeie akkuraatheid van 'n termistor te kry. Egter, tensy jy die weerstandswaarde reg in die sagteware kry, óf deur kalibrasie óf deur 'n termistor met 'n lae weerstandstoleransie te kies, 'n groot sensitiwiteit sal nie help nie.

NTC's het baie hoë sensitiwiteit by lae temperature omdat hul weerstandswaarde eksponensieel afneem, maar hulle daal ook dramaties soos die temperatuur toeneem. Silikon-gebaseerde lineêre termistors het nie dieselfde hoë sensitiwiteit as NTC's nie, dus verskaf hulle stabiele metings oor die hele temperatuurreeks. Soos die temperatuur toeneem, die sensitiwiteit van silikon-gebaseerde lineêre termistors oorskry tipies dié van NTC's by ongeveer 60°C.

Selfverhitting en sensordryf
Termistors versprei energie as hitte, wat hul metingsakkuraatheid kan beïnvloed. Die hoeveelheid hitte wat versprei word, hang af van baie parameters, insluitend die materiaalsamestelling en die stroom wat deur die toestel vloei.

Sensordrywing is die hoeveelheid wat 'n termistor oor tyd dryf, gewoonlik gespesifiseer in die datablad via 'n versnelde lewe toets gegee as 'n persentasie verandering in weerstand waarde. As jou aansoek 'n lang lewe vereis met konsekwente sensitiwiteit en akkuraatheid, kies 'n termistor met lae selfverhitting en klein sensorverdryf.

So wanneer moet jy 'n silikon lineêre termistor soos die TMP61 oor 'n NTC gebruik?
Kyk na Tafel 1, jy kan dit vir dieselfde prys sien, jy kan baat vind by die lineariteit en stabiliteit van 'n silikon lineêre termistor in byna enige situasie binne die gespesifiseerde bedryfstemperatuurreeks van 'n silikon lineêre termistor. Silikon lineêre termistors is ook beskikbaar in kommersiële en motorweergawes en in die standaard 0402 en 0603 pakkette wat algemeen is vir oppervlakgemonteerde toestel NTC's.

Tafel 1: NTC vs. TI silikon lineêre termistors

Vir 'n volledige R-T-tabel vir TI-termistors en 'n maklike temperatuuromskakelingsmetode met voorbeeldkode, laai ons Thermistor Design Tool af.