Jak vybrat správný termistor pro teplotní senzor?

Když čelí tisícům typů termistorů NTC, Výběr správného může být docela ohromující. V tomto technickém článku, Projdu vás některými důležitými parametry, které byste měli mít na paměti při výběru termistoru. To platí zejména při rozhodování mezi dvěma běžnými typy termistorů používaných pro snímání teploty: Negativní teplotní koeficient NTC termistory nebo lineární termistory na bázi křemíku. Termistory NTC jsou široce používány kvůli jejich nízké ceně, ale nabízejí nižší přesnost při extrémních teplotách. Lineární termistory na bázi křemíku nabízejí lepší výkon a vyšší přesnost v širším teplotním rozsahu, ale jsou obecně dražší. Jak uvidíme níže, Další lineární termistory přicházejí na trh, které nabízejí nákladově efektivnější, Možnosti vysoce výkonných. Pomáhá řešit širokou škálu potřeb snímání teploty bez zvýšení celkových nákladů na řešení.

Výběr správné sondy pro snímání teploty

Výběr správného termistoru NTC pro teplotní senzor

Výběr správného senzoru termistoru NTC

Správný termistor pro vaši aplikaci bude záviset na mnoha parametrech, například:
· Nákop materiálů (Bom) náklady;
· Tolerance odporu;
· Kalibrační body;
· Citlivost (Změna odporu na stupeň Celsia);
· Samotočení a drift senzoru;

Náklady na bom
Termistory samy o sobě nejsou drahé. Protože jsou diskrétní, jejich pokles napětí lze změnit pomocí dalších obvodů. Například, Pokud používáte nelineární NTC termistor a chcete pokles lineárního napětí přes zařízení, Můžete se rozhodnout přidat další rezistor, který vám pomůže dosáhnout této charakteristiky. Však, Další alternativou, která může snížit náklady na bom a celkové náklady na řešení, je použití lineárního termistoru, který poskytuje samy o sobě požadovaný pokles napětí. Dobrou zprávou je, že s naší novou rodinou lineárních termistorů, Oba jsou možné. To znamená, že inženýři mohou zjednodušit návrhy, snížit systémové náklady, a snížit desku s potištěným obvodem (PCB) alespoň velikost rozvržení 33%.

Tolerance odporu
Termistory jsou kategorizovány podle jejich tolerance odporu při 25 ° C, To však plně nepopisuje, jak se mění přes teplotu. Můžete použít minimum, typický, a maximální hodnoty odporu uvedené v odporu zařízení vs. teplota (R-T) Tabulka v návrhovém nástroji nebo datovém listu pro výpočet tolerance v konkrétním teplotním rozsahu zájmu.

Pro ilustraci toho, jak se tolerance mění s technologií termistoru, Pojďme porovnat NTC a náš termistor na bázi křemíku TMP61. Oba jsou hodnoceni za toleranci rezistence ± 1%. Postava 1 Ilustruje, že tolerance odporu obou zařízení se zvyšuje, jak se teplota pohybuje od 25 ° C, ale existuje velký rozdíl mezi těmito dvěma při extrémních teplotách. Je důležité tento rozdíl vypočítat, abyste si mohli vybrat zařízení, které udržuje nižší toleranci oproti teplotnímu rozsahu zájmu.

Jak vybrat správný termistor pro váš senzor teploty

Postava 1: Tolerance odporu: NTC vs.. TMP61

Kalibrační body
Nevědění, kde je termistor v rozsahu tolerance odporu, sníží výkon systému, protože potřebujete širší rozpětí chyb. Kalibrace vám řekne, jakou hodnotu odporu očekávat, což vám může pomoci výrazně snížit rozpětí chyby. Však, Je to další krok ve výrobním procesu, Kalibrace by tedy měla být udržována na minimu.

Počet kalibračních bodů závisí na typu použitého termistoru a na teplotní rozsah aplikace. Pro úzké teplotní rozsahy, Jeden kalibrační bod je vhodný pro většinu termistorů. Pro aplikace, které vyžadují široký rozsah teploty, Máte dvě možnosti: 1) Kalibrujte třikrát s NTC (Je to způsobeno jejich nízkou citlivostí při extrémních teplotách a tolerancí vyšší rezistence). Nebo 2) Kalibrujte jednou lineárním termistorem na bázi křemíku, což je stabilnější než NTC.

Citlivost
Velká změna odporu na stupeň Celsia (citlivost) je jen jednou z výzev, když se snaží získat dobrou přesnost z termistoru. Však, Pokud nedostanete hodnotu odporu přímo v softwaru, buď kalibrací, nebo výběrem termistoru s nízkou tolerancí odporu, Velká citlivost nepomůže.

NTC mají velmi vysokou citlivost při nízkých teplotách, protože jejich hodnota odporu exponenciálně klesá, Ale také dramaticky klesají s rostoucí teplotou. Lineární termistory na bázi křemíku nemají stejnou vysokou citlivost jako NTC, Poskytují tedy stabilní měření v celém teplotním rozsahu. Se zvyšováním teploty, Citlivost lineárních termistorů na bázi křemíku obvykle překračuje citlivost NTC při přibližně 60 ° C.

Samotočení a drift senzoru
Termistory rozptylují energii jako teplo, které mohou ovlivnit jejich přesnost měření. Množství rozptýleného tepla závisí na mnoha parametrech, včetně složení materiálu a proudu protékajícího zařízením.

Drift senzoru je množství, které termistor v průběhu času unáší, Obvykle uvedeno v datovém listu prostřednictvím testu zrychleného života, která byla uvedena jako procentuální změna hodnoty odporu. Pokud vaše aplikace vyžaduje dlouhou životnost s konzistentní citlivostí a přesností, Vyberte si termistor s nízkým sebehrytým a malým driftem senzoru.

Kdy tedy byste měli použít křemíkový lineární termistor, jako je TMP61 nad NTC?
Při pohledu na stůl 1, Můžete to vidět za stejnou cenu, Můžete těžit z linearity a stability křemíkového lineárního termistoru v téměř jakékoli situaci v zadaném rozsahu provozních teplot lineárního termistoru křemíku lineárního termistoru. Lineární termistory křemíku jsou k dispozici také v komerčních a automobilových verzích a ve standardu 0402 a 0603 Balíčky společné pro zařízení na montáži povrchu NTC.

Tabulka 1: NTC vs.. Ti křemíkové lineární termistory

Pro kompletní tabulku R-T pro TI termistory a metodu snadné konverze teploty s příkladem kódu, Stáhněte si náš nástroj pro návrh termistoru.