Како да го изберете точниот термистор за сензор за температура?

Кога се соочуваме со илјадници типови на термистори NTC, изборот на вистинскиот може да биде доста огромно. Во овој технички напис, Ќе ве запознаам со некои од важните параметри што треба да ги имате на ум при изборот на термистор. Ова е особено точно кога се одлучува помеѓу двата вообичаени типа на термистори што се користат за сензори за температура: негативен температурен коефициент NTC термистори или линеарни термистори базирани на силикон. NTC термисторите се широко користени поради нивната ниска цена, но нудат помала прецизност при екстремни температури. Линеарните термистори базирани на силикон нудат подобри перформанси и поголема точност во поширок температурен опсег, но генерално се поскапи. Како што ќе видиме подолу, други линеарни термистори доаѓаат на пазарот кои нудат поисплатливи, опции со високи перформанси. Помага да се одговори на широк опсег на потреби за сензори за температура без зголемување на вкупната цена на решението.

Избор на вистинската сонда за мерење на температурата

Избор на вистинскиот NTC термистор за сензор за температура

Избор на вистинскиот сензор за термистор NTC

Вистинскиот термистор за вашата апликација ќе зависи од многу параметри, како што се:
· Бил на материјали (БОМ) трошок;
· Толеранција на отпор;
· Точки за калибрација;
· Чувствителност (промена на отпорот по Целзиусов степен);
· Само-загревање и повлекување на сензорот;

БОМ цена
Самите термистори не се скапи. Бидејќи тие се дискретни, нивниот пад на напон може да се промени со користење на дополнителни кола. На пример, ако користите нелинеарен термистор NTC и сакате линеарен пад на напонот на уредот, може да изберете да додадете дополнителен отпорник за да помогнете да се постигне оваа карактеристика. Сепак, друга алтернатива што може да го намали BOM и вкупниот трошок на растворот е да се користи линеарен термистор кој сам го обезбедува саканиот пад на напон. Добрата вест е дека со нашата нова линеарна фамилија на термистори, и двете се можни. Ова значи дека инженерите можат да ги поедностават дизајните, намалување на трошоците на системот, и намалување на печатеното коло (ПХБ) големина на распоред од најмалку 33%.

Толеранција на отпор
Термисторите се категоризираат според нивната отпорност на 25°C, но ова не опишува целосно како тие се менуваат во текот на температурата. Можете да го искористите минимумот, типичен, и максималните вредности на отпорот обезбедени во отпорот на уредот наспроти. температура (Р-Т) табела во дизајнерска алатка или лист со податоци за да се пресмета толеранцијата за одреден температурен опсег од интерес.

За да се илустрира како се менуваат толеранциите со технологијата на термистор, ајде да го споредиме NTC и нашиот термистор базиран на силикон TMP61. И двете се оценети за толеранција на отпор од ± 1%.. Слика 1 илустрира дека толеранцијата на отпорот на двата уреди се зголемува како што температурата се оддалечува од 25°C, но постои голема разлика меѓу двете на екстремни температури. Важно е да се пресмета оваа разлика за да можете да изберете уред кој одржува помала толеранција во температурниот опсег на интерес.

Како да го изберете вистинскиот термистор за вашиот температурен сензор

Слика 1: Толеранција на отпор: NTC vs. TMP61

Точки за калибрација
Ако не знаете каде е термисторот во опсегот на толеранција на отпор, ќе ги влоши перформансите на системот затоа што ви треба поголема маргина на грешка. Калибрацијата ќе ви каже каква вредност на отпор да очекувате, што може да ви помогне значително да ја намалите маргината на грешка. Сепак, тоа е дополнителен чекор во процесот на производство, па калибрацијата треба да се сведе на минимум.

Бројот на точки за калибрација зависи од типот на употребениот термистор и температурниот опсег на апликацијата. За тесни температурни опсези, една точка на калибрација е соодветна за повеќето термистори. За апликации кои бараат широк температурен опсег, имаш две опции: 1) калибрирајте три пати со NTC (ова се должи на нивната ниска чувствителност при екстремни температури и поголема толеранција на отпор). Или 2) калибрирајте еднаш со линеарен термистор на база на силикон, што е постабилно од NTC.

Чувствителност
Голема промена на отпорот по Целзиусов степен (чувствителност) е само еден од предизвиците кога се обидувате да добиете добра точност од термистор. Сепак, освен ако не ја добиете вредноста на отпорот точно во софтверот, или преку калибрација или со избор на термистор со мала толеранција на отпор, големата чувствителност нема да помогне.

NTC имаат многу висока чувствителност при ниски температури, бидејќи нивната вредност на отпор се намалува експоненцијално, но и тие драстично опаѓаат со зголемувањето на температурата. Линеарните термистори базирани на силикон ја немаат истата висока чувствителност како NTC, така што обезбедуваат стабилни мерења во целиот температурен опсег. Како што се зголемува температурата, чувствителноста на линеарните термистори базирани на силикон обично ја надминува онаа на NTC на околу 60°C.

Само-греење и повлекување на сензорот
Термисторите ја трошат енергијата како топлина, што може да влијае на точноста на нивното мерење. Количината на потрошена топлина зависи од многу параметри, вклучувајќи го составот на материјалот и струјата што тече низ уредот.

Повлекување на сензорот е количеството кое термисторот го повлекува со текот на времето, обично се наведува во листот со податоци преку тест за забрзан животен век даден како процентуална промена на вредноста на отпорот. Ако вашата апликација бара долг животен век со постојана чувствителност и точност, изберете термистор со ниско самозагревање и мало движење на сензорот.

Значи, кога треба да користите силиконски линеарен термистор како TMP61 над NTC?
Гледајќи во Табела 1, можете да го видите тоа за истата цена, може да имате корист од линеарноста и стабилноста на силиконскиот линеарен термистор во речиси секоја ситуација во рамките на наведениот опсег на работна температура на силиконскиот линеарен термистор. Силиконските линеарни термистори се исто така достапни во комерцијални и автомобилски верзии и во стандардни 0402 и 0603 пакети вообичаени за NTC-и на уреди за површинско монтирање.

Табела 1: NTC vs. TI силиконски линеарни термистори

За целосна табела R-T за TI термистори и лесен метод за конверзија на температурата со пример код, преземете ја нашата алатка за дизајн на термистор.