तापमान सेंसर के लिए सही थर्मिस्टर का चयन कैसे करें?

जब हजारों एनटीसी थर्मिस्टर प्रकारों का सामना करना पड़ा, सही को चुनना काफी भारी पड़ सकता है. इस तकनीकी लेख में, मैं आपको थर्मिस्टर का चयन करते समय ध्यान में रखने योग्य कुछ महत्वपूर्ण मापदंडों के बारे में बताऊंगा. तापमान संवेदन के लिए उपयोग किए जाने वाले दो सामान्य प्रकार के थर्मिस्टर्स के बीच निर्णय लेते समय यह विशेष रूप से सच है: नकारात्मक तापमान गुणांक एनटीसी थर्मिस्टर्स या सिलिकॉन-आधारित रैखिक थर्मिस्टर्स. एनटीसी थर्मिस्टर्स का उनकी कम कीमत के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन अत्यधिक तापमान पर कम सटीकता प्रदान करते हैं. सिलिकॉन-आधारित रैखिक थर्मिस्टर्स व्यापक तापमान सीमा पर बेहतर प्रदर्शन और उच्च सटीकता प्रदान करते हैं, लेकिन आम तौर पर अधिक महंगे होते हैं. जैसा कि हम नीचे देखेंगे, अन्य लीनियर थर्मिस्टर्स बाज़ार में आ रहे हैं जो अधिक लागत प्रभावी पेशकश करते हैं, उच्च-प्रदर्शन विकल्प. समाधान की समग्र लागत में वृद्धि किए बिना तापमान संवेदन आवश्यकताओं की एक विस्तृत श्रृंखला को संबोधित करने में मदद करना.

तापमान संवेदन के लिए सही जांच का चयन करना

तापमान सेंसर के लिए सही एनटीसी थर्मिस्टर चुनना

सही एनटीसी थर्मिस्टर सेंसर चुनना

आपके एप्लिकेशन के लिए सही थर्मिस्टर कई मापदंडों पर निर्भर करेगा, जैसे कि:
· सामग्री का बिल (बीओएम) लागत;
· प्रतिरोध सहनशीलता;
· अंशांकन बिंदु;
· संवेदनशीलता (प्रति डिग्री सेल्सियस प्रतिरोध में परिवर्तन);
· स्व-हीटिंग और सेंसर बहाव;

बीओएम लागत
थर्मिस्टर्स स्वयं महंगे नहीं हैं. चूंकि वे अलग-अलग हैं, अतिरिक्त सर्किटरी का उपयोग करके उनके वोल्टेज ड्रॉप को बदला जा सकता है. उदाहरण के लिए, यदि आप एक नॉनलाइनियर एनटीसी थर्मिस्टर का उपयोग कर रहे हैं और पूरे डिवाइस में एक रैखिक वोल्टेज ड्रॉप चाहते हैं, आप इस विशेषता को प्राप्त करने में सहायता के लिए एक अतिरिक्त अवरोधक जोड़ना चुन सकते हैं. तथापि, एक अन्य विकल्प जो बीओएम और कुल समाधान लागत को कम कर सकता है वह एक रैखिक थर्मिस्टर का उपयोग करना है जो अपने आप वांछित वोल्टेज ड्रॉप प्रदान करता है. अच्छी खबर यह है कि हमारे नए लीनियर थर्मिस्टर परिवार के साथ, दोनों संभव हैं. इसका मतलब है कि इंजीनियर डिज़ाइन को सरल बना सकते हैं, सिस्टम लागत कम करें, और मुद्रित सर्किट बोर्ड को कम करें (पीसीबी) लेआउट का आकार कम से कम 33%.

प्रतिरोध सहिष्णुता
थर्मिस्टर्स को 25°C पर उनकी प्रतिरोध सहनशीलता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, लेकिन यह पूरी तरह से वर्णन नहीं करता है कि वे तापमान पर कैसे बदलते हैं. आप न्यूनतम उपयोग कर सकते हैं, ठेठ, और डिवाइस प्रतिरोध बनाम में प्रदान किए गए अधिकतम प्रतिरोध मान. तापमान (आर-टी) रुचि की विशिष्ट तापमान सीमा पर सहनशीलता की गणना करने के लिए डिज़ाइन टूल या डेटाशीट में तालिका.

यह दर्शाने के लिए कि थर्मिस्टर तकनीक के साथ सहनशीलता कैसे बदलती है, आइए एनटीसी और हमारे टीएमपी61 सिलिकॉन-आधारित थर्मिस्टर की तुलना करें. उन दोनों को ±1% प्रतिरोध सहनशीलता के लिए रेट किया गया है. आकृति 1 दर्शाता है कि जैसे-जैसे तापमान 25°C से दूर जाता है, दोनों उपकरणों की प्रतिरोध सहनशीलता बढ़ जाती है, लेकिन अत्यधिक तापमान पर दोनों के बीच बड़ा अंतर होता है. इस अंतर की गणना करना महत्वपूर्ण है ताकि आप एक ऐसा उपकरण चुन सकें जो रुचि की तापमान सीमा पर कम सहनशीलता बनाए रखता है.

अपने तापमान सेंसर के लिए सही थर्मिस्टर कैसे चुनें

आकृति 1: प्रतिरोध सहिष्णुता: एनटीसी बनाम. टीएमपी61

अंशांकन बिंदु
यह न जानने से कि थर्मिस्टर अपनी प्रतिरोध सहनशीलता सीमा के भीतर कहाँ है, सिस्टम के प्रदर्शन को ख़राब कर देगा क्योंकि आपको त्रुटि के व्यापक मार्जिन की आवश्यकता है. अंशांकन आपको बताएगा कि किस प्रतिरोध मान की अपेक्षा की जाए, जो आपको त्रुटि की संभावना को काफी हद तक कम करने में मदद कर सकता है. तथापि, यह विनिर्माण प्रक्रिया में एक अतिरिक्त कदम है, इसलिए अंशांकन न्यूनतम रखा जाना चाहिए.

अंशांकन बिंदुओं की संख्या उपयोग किए गए थर्मिस्टर के प्रकार और अनुप्रयोग की तापमान सीमा पर निर्भर करती है. संकीर्ण तापमान सीमाओं के लिए, अधिकांश थर्मिस्टर्स के लिए एक अंशांकन बिंदु उपयुक्त है. उन अनुप्रयोगों के लिए जिनके लिए विस्तृत तापमान रेंज की आवश्यकता होती है, आपके पास दो विकल्प हैं: 1) एनटीसी के साथ तीन बार अंशांकन करें (यह अत्यधिक तापमान पर उनकी कम संवेदनशीलता और उच्च प्रतिरोध सहनशीलता के कारण है). या 2) सिलिकॉन-आधारित रैखिक थर्मिस्टर के साथ एक बार अंशांकन करें, जो एनटीसी से अधिक स्थिर है.

संवेदनशीलता
प्रति डिग्री सेल्सियस प्रतिरोध में बड़ा परिवर्तन (संवेदनशीलता) थर्मिस्टर से अच्छी सटीकता प्राप्त करने का प्रयास करते समय यह केवल चुनौतियों में से एक है. तथापि, जब तक आपको सॉफ़्टवेयर में प्रतिरोध मान सही नहीं मिल जाता, या तो अंशांकन के माध्यम से या कम प्रतिरोध सहनशीलता वाला थर्मिस्टर चुनकर, बड़ी संवेदनशीलता मदद नहीं करेगी.

एनटीसी में कम तापमान पर बहुत अधिक संवेदनशीलता होती है क्योंकि उनका प्रतिरोध मूल्य तेजी से घट जाता है, लेकिन तापमान बढ़ने पर वे नाटकीय रूप से गिर भी जाते हैं. सिलिकॉन-आधारित रैखिक थर्मिस्टर्स में एनटीसी के समान उच्च संवेदनशीलता नहीं होती है, इसलिए वे संपूर्ण तापमान सीमा पर स्थिर माप प्रदान करते हैं. जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सिलिकॉन-आधारित रैखिक थर्मिस्टर्स की संवेदनशीलता आम तौर पर लगभग 60 डिग्री सेल्सियस पर एनटीसी से अधिक होती है.

स्व-हीटिंग और सेंसर बहाव
थर्मिस्टर्स ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में नष्ट करते हैं, जो उनकी माप सटीकता को प्रभावित कर सकता है. नष्ट हुई ऊष्मा की मात्रा कई मापदंडों पर निर्भर करती है, सामग्री संरचना और उपकरण के माध्यम से बहने वाली धारा सहित.

सेंसर बहाव वह मात्रा है जो थर्मिस्टर समय के साथ बहती है, आमतौर पर प्रतिरोध मूल्य में प्रतिशत परिवर्तन के रूप में दिए गए त्वरित जीवन परीक्षण के माध्यम से डेटाशीट में निर्दिष्ट किया जाता है. यदि आपके एप्लिकेशन को लगातार संवेदनशीलता और सटीकता के साथ लंबे जीवन की आवश्यकता है, कम सेल्फ-हीटिंग और छोटे सेंसर ड्रिफ्ट वाला थर्मिस्टर चुनें.

तो आपको एनटीसी पर टीएमपी61 जैसे सिलिकॉन लीनियर थर्मिस्टर का उपयोग कब करना चाहिए?
तालिका देख रहे हैं 1, आप उसे उसी कीमत पर देख सकते हैं, आप सिलिकॉन लीनियर थर्मिस्टर की निर्दिष्ट ऑपरेटिंग तापमान सीमा के भीतर लगभग किसी भी स्थिति में सिलिकॉन लीनियर थर्मिस्टर की रैखिकता और स्थिरता से लाभ उठा सकते हैं।. सिलिकॉन लीनियर थर्मिस्टर्स वाणिज्यिक और ऑटोमोटिव संस्करणों और मानक में भी उपलब्ध हैं 0402 और 0603 सरफेस माउंट डिवाइस एनटीसी के लिए सामान्य पैकेज.

मेज़ 1: एनटीसी बनाम. टीआई सिलिकॉन रैखिक थर्मिस्टर्स

टीआई थर्मिस्टर्स के लिए एक संपूर्ण आर-टी तालिका और उदाहरण कोड के साथ एक आसान तापमान रूपांतरण विधि के लिए, हमारा थर्मिस्टर डिज़ाइन टूल डाउनलोड करें.