Kaip pasirinkti tinkamą temperatūros jutiklio termistorių?

Susidūrę su tūkstančiais NTC termistorių tipų, pasirinkti tinkamą gali būti gana sunku. Šiame techniniame straipsnyje, Pateiksiu keletą svarbių parametrų, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis termistorių. Tai ypač aktualu sprendžiant tarp dviejų įprastų termistorių tipų, naudojamų temperatūros jutimui: neigiamo temperatūros koeficiento NTC termistoriai arba silicio pagrindo linijiniai termistoriai. NTC termistoriai yra plačiai naudojami dėl mažos kainos, tačiau siūlo mažesnį tikslumą esant ekstremalioms temperatūroms. Silicio pagrindo linijiniai termistoriai pasižymi geresniu našumu ir didesniu tikslumu platesniame temperatūrų diapazone, bet paprastai yra brangesni. Kaip matysime žemiau, į rinką ateina kiti linijiniai termistoriai, kurie yra ekonomiškesni, didelio našumo parinktys. Padeda patenkinti įvairius temperatūros jutimo poreikius nepadidinant bendros sprendimo kainos.

Tinkamo temperatūros jutiklio zondo pasirinkimas

Tinkamo temperatūros jutiklio NTC termistoriaus pasirinkimas

Tinkamo NTC termistoriaus jutiklio pasirinkimas

Tinkamas termistorius jūsų programai priklausys nuo daugelio parametrų, tokių kaip:
· Medžiagų sąmata (BOM) kaina;
· Atsparumo tolerancija;
· Kalibravimo taškai;
· Jautrumas (atsparumo pokytis vienam Celsijaus laipsniui);
· Savaime įkaista ir jutiklio dreifas;

BOM kaina
Patys termistoriai nėra brangūs. Kadangi jie yra diskretiški, jų įtampos kritimą galima keisti naudojant papildomas grandines. Pavyzdžiui, jei naudojate netiesinį NTC termistorių ir norite, kad įrenginyje sumažėtų tiesinė įtampa, galite pasirinkti pridėti papildomą rezistorių, kad padėtų pasiekti šią charakteristiką. Tačiau, kita alternatyva, galinti sumažinti BOM ir bendras sprendimo išlaidas, yra naudoti linijinį termistorių, kuris pats užtikrina norimą įtampos kritimą.. Geros naujienos yra tai, kad su mūsų nauja linijinių termistorių šeima, abu galimi. Tai reiškia, kad inžinieriai gali supaprastinti dizainą, sumažinti sistemos išlaidas, ir sumažinti spausdintinę plokštę (PCB) maketo dydis bent 33%.

Pasipriešinimo tolerancija
Termistoriai skirstomi į kategorijas pagal atsparumo toleranciją 25°C temperatūroje, bet tai nevisiškai apibūdina, kaip jie keičiasi priklausomai nuo temperatūros. Galite naudoti minimumą, tipiškas, ir maksimalios varžos vertės, pateiktos įrenginio varža vs. temperatūros (R-T) lentelę projektavimo įrankyje arba duomenų lape, kad apskaičiuotumėte leistiną nuokrypį tam tikrame dominančiame temperatūros diapazone.

Iliustruoti, kaip kinta tolerancijos naudojant termistorių technologiją, Palyginkime NTC ir mūsų TMP61 silicio termistorių. Jų abiejų atsparumo tolerancija yra ±1%.. Paveikslas 1 iliustruoja, kad abiejų prietaisų atsparumo tolerancija didėja, kai temperatūra nukrypsta nuo 25 °C, tačiau esant ekstremalioms temperatūroms tarp jų yra didelis skirtumas. Svarbu apskaičiuoti šį skirtumą, kad galėtumėte pasirinkti įrenginį, kuris palaiko mažesnę toleranciją dominančiame temperatūros diapazone.

Kaip pasirinkti tinkamą termistorių savo temperatūros jutikliui

Paveikslas 1: Pasipriešinimo tolerancija: NTC vs. TMP61

Kalibravimo taškai
Nežinant, kur yra termistorius atsparumo tolerancijos diapazone, pablogės sistemos veikimas, nes jums reikia didesnės paklaidos. Kalibravimas parodys, kokios pasipriešinimo vertės tikėtis, kurie gali padėti žymiai sumažinti paklaidą. Tačiau, tai papildomas gamybos proceso etapas, todėl kalibravimas turėtų būti kuo mažesnis.

Kalibravimo taškų skaičius priklauso nuo naudojamo termistoriaus tipo ir taikomosios temperatūros diapazono. Skirtas siauriems temperatūros diapazonams, vienas kalibravimo taškas tinka daugumai termistorių. Skirta naudoti, kurioms reikalingas platus temperatūros diapazonas, turite dvi galimybes: 1) tris kartus sukalibruokite NTC (taip yra dėl mažo jautrumo ekstremalioms temperatūroms ir didesnio atsparumo tolerancijos). Arba 2) sukalibruokite vieną kartą su silicio pagrindo linijiniu termistoriumi, kuris yra stabilesnis nei NTC.

Jautrumas
Didelis atsparumo pokytis vienam Celsijaus laipsniui (jautrumas) yra tik vienas iš iššūkių bandant gauti gerą termistoriaus tikslumą. Tačiau, nebent programinėje įrangoje gausite teisingą pasipriešinimo vertę, arba kalibruojant, arba pasirenkant termistorių su maža atsparumo tolerancija, didelis jautrumas nepadės.

NTC turi labai didelį jautrumą žemoje temperatūroje, nes jų atsparumo vertė mažėja eksponentiškai, bet jie taip pat smarkiai sumažėja, kai temperatūra didėja. Silicio pagrindo linijiniai termistoriai neturi tokio didelio jautrumo kaip NTC, todėl jie užtikrina stabilius matavimus visame temperatūros diapazone. Kylant temperatūrai, silicio pagrindo linijinių termistorių jautrumas paprastai viršija NTC jautrumą maždaug 60 °C temperatūroje.

Savaime įkaistantis ir jutiklio poslinkis
Termistoriai išsklaido energiją kaip šilumą, kurie gali turėti įtakos jų matavimo tikslumui. Išsklaidytos šilumos kiekis priklauso nuo daugelio parametrų, įskaitant medžiagos sudėtį ir prietaisu tekančią srovę.

Jutiklio dreifas yra termistoriaus dreifo kiekis laikui bėgant, paprastai nurodoma duomenų lape naudojant pagreitinto veikimo testą, pateikiamą kaip procentinis pasipriešinimo vertės pokytis. Jei jūsų programai reikalingas ilgas tarnavimo laikas, nuoseklus jautrumas ir tikslumas, rinkitės termistorių su mažu savaime įkaistančiu ir mažu jutiklio dreifu.

Taigi, kada turėtumėte naudoti silicio linijinį termistorių, pvz., TMP61, o ne NTC?
Žiūrint į lentelę 1, galite pamatyti už tą pačią kainą, Jūs galite gauti naudos iš silicio linijinio termistoriaus tiesiškumo ir stabilumo beveik bet kurioje situacijoje nurodytoje silicio linijinio termistoriaus darbinės temperatūros diapazone. Silicio linijiniai termistoriai taip pat yra komercinės ir automobilinės versijos bei standartinės 0402 ir 0603 paketai, įprasti paviršinio montavimo įrenginiams NTC.

Lentelė 1: NTC vs. TI silicio linijiniai termistoriai

Pilnai R-T lentelė TI termistoriams ir paprastas temperatūros konvertavimo metodas su pavyzdiniu kodu, atsisiųskite mūsų termistoriaus projektavimo įrankį.