Cara memilih termistor yang benar untuk sensor suhu?

Ketika dihadapkan dengan ribuan jenis termistor NTC, memilih yang tepat bisa sangat melelahkan. Dalam artikel teknis ini, Saya akan memandu Anda melalui beberapa parameter penting yang perlu diingat saat memilih termistor. Hal ini terutama berlaku ketika memutuskan antara dua jenis termistor yang umum digunakan untuk penginderaan suhu: koefisien suhu negatif termistor NTC atau termistor linier berbasis silikon. Termistor NTC banyak digunakan karena harganya yang murah, tetapi menawarkan akurasi yang lebih rendah pada suhu ekstrem. Termistor linier berbasis silikon menawarkan kinerja yang lebih baik dan akurasi yang lebih tinggi pada rentang suhu yang lebih luas, tetapi umumnya lebih mahal. Seperti yang akan kita lihat di bawah, termistor linier lainnya hadir di pasar dengan penawaran yang lebih hemat biaya, opsi berkinerja tinggi. Membantu mengatasi berbagai kebutuhan penginderaan suhu tanpa meningkatkan biaya solusi secara keseluruhan.

Memilih Probe yang Tepat untuk Penginderaan Suhu

Memilih termistor NTC yang tepat untuk sensor suhu

Memilih sensor termistor NTC yang tepat

Termistor yang tepat untuk aplikasi Anda akan bergantung pada banyak parameter, seperti:
· Daftar Bahan (BOM) biaya;
· Toleransi perlawanan;
· Titik kalibrasi;
· Sensitivitas (perubahan resistansi per derajat Celsius);
· Pemanasan sendiri dan penyimpangan sensor;

biaya BOM
Termistor sendiri tidak mahal. Karena mereka terpisah, penurunan tegangannya dapat diubah dengan menggunakan sirkuit tambahan. Misalnya, jika Anda menggunakan termistor NTC nonlinier dan menginginkan penurunan tegangan linier pada perangkat, Anda mungkin memilih untuk menambahkan resistor tambahan untuk membantu mencapai karakteristik ini. Namun, alternatif lain yang dapat mengurangi BOM dan biaya solusi total adalah dengan menggunakan termistor linier yang menyediakan sendiri penurunan tegangan yang diinginkan. Kabar baiknya adalah dengan keluarga termistor linier baru kami, keduanya mungkin. Ini berarti para insinyur dapat menyederhanakan desain, mengurangi biaya sistem, dan mengurangi papan sirkuit cetak (PCB) ukuran tata letak setidaknya 33%.

Toleransi Perlawanan
Termistor dikategorikan berdasarkan toleransi resistansinya pada 25°C, tapi ini tidak sepenuhnya menjelaskan bagaimana perubahannya terhadap suhu. Anda dapat menggunakan minimum, khas, dan nilai resistansi maksimum yang diberikan dalam resistansi perangkat vs. suhu (R-T) tabel dalam alat desain atau lembar data untuk menghitung toleransi pada rentang suhu tertentu yang diinginkan.

Untuk mengilustrasikan bagaimana toleransi berubah dengan teknologi termistor, mari kita bandingkan NTC dan termistor berbasis silikon TMP61 kami. Keduanya dinilai memiliki toleransi resistensi ±1%.. Angka 1 menggambarkan bahwa toleransi resistansi kedua perangkat meningkat seiring dengan menjauhi suhu 25°C, tetapi ada perbedaan besar antara keduanya pada suhu ekstrem. Penting untuk menghitung perbedaan ini sehingga Anda dapat memilih perangkat yang mempertahankan toleransi lebih rendah pada kisaran suhu yang diinginkan.

Cara Memilih Termistor yang Tepat untuk Sensor Suhu Anda

Angka 1: Toleransi Perlawanan: NTC vs. TMP61

Poin Kalibrasi
Tidak mengetahui di mana termistor berada dalam rentang toleransi resistansinya akan menurunkan kinerja sistem karena Anda memerlukan margin kesalahan yang lebih luas. Kalibrasi akan memberi tahu Anda nilai resistansi yang diharapkan, yang dapat membantu Anda mengurangi margin kesalahan secara signifikan. Namun, ini merupakan langkah tambahan dalam proses pembuatan, jadi kalibrasi harus dijaga seminimal mungkin.

Jumlah titik kalibrasi bergantung pada jenis termistor yang digunakan dan kisaran suhu aplikasi. Untuk rentang suhu yang sempit, satu titik kalibrasi sesuai untuk sebagian besar termistor. Untuk aplikasi yang memerlukan rentang suhu yang luas, Anda memiliki dua pilihan: 1) kalibrasi tiga kali dengan NTC (hal ini disebabkan sensitivitasnya yang rendah pada suhu ekstrem dan toleransi resistensi yang lebih tinggi). Atau 2) kalibrasi sekali dengan termistor linier berbasis silikon, yang lebih stabil dibandingkan NTC.

Kepekaan
Perubahan besar dalam resistansi per derajat Celsius (kepekaan) hanyalah salah satu tantangan ketika mencoba mendapatkan akurasi yang baik dari termistor. Namun, kecuali Anda mendapatkan nilai resistansi tepat di perangkat lunak, baik melalui kalibrasi atau dengan memilih termistor dengan toleransi resistansi rendah, sensitivitas yang besar tidak akan membantu.

NTC memiliki sensitivitas yang sangat tinggi pada suhu rendah karena nilai resistansinya menurun secara eksponensial, tetapi jumlahnya juga menurun drastis seiring dengan meningkatnya suhu. Termistor linier berbasis silikon tidak memiliki sensitivitas setinggi NTC, sehingga memberikan pengukuran yang stabil pada seluruh rentang suhu. Saat suhu meningkat, sensitivitas termistor linier berbasis silikon biasanya melebihi NTC pada suhu sekitar 60°C.

Pemanasan sendiri dan penyimpangan sensor
Termistor menghilangkan energi sebagai panas, yang dapat mempengaruhi keakuratan pengukurannya. Jumlah panas yang hilang bergantung pada banyak parameter, termasuk komposisi material dan arus yang mengalir melalui perangkat.

Penyimpangan sensor adalah jumlah penyimpangan termistor seiring waktu, biasanya ditentukan dalam lembar data melalui uji umur yang dipercepat yang diberikan sebagai persentase perubahan nilai resistansi. Jika aplikasi Anda memerlukan umur panjang dengan sensitivitas dan akurasi yang konsisten, pilih termistor dengan pemanasan sendiri rendah dan penyimpangan sensor kecil.

Jadi kapan sebaiknya Anda menggunakan termistor linier silikon seperti TMP61 melalui NTC?
Melihat Tabel 1, Anda dapat melihatnya dengan harga yang sama, Anda bisa mendapatkan keuntungan dari linearitas dan stabilitas termistor linier silikon di hampir semua situasi dalam kisaran suhu pengoperasian termistor linier silikon yang ditentukan. Termistor linier silikon juga tersedia dalam versi komersial dan otomotif serta standar 0402 Dan 0603 paket yang umum untuk NTC perangkat pemasangan di permukaan.

Meja 1: NTC vs. Termistor linier silikon TI

Untuk tabel R-T lengkap untuk termistor TI dan metode konversi suhu yang mudah dengan kode contoh, unduh Alat Desain Termistor kami.