Cara memilih termistor yang betul untuk sensor suhu?

Apabila berhadapan dengan ribuan jenis termistor NTC, memilih yang betul boleh menjadi sangat menggembirakan. Dalam artikel teknikal ini, Saya akan membimbing anda melalui beberapa parameter penting yang perlu diingat semasa memilih termistor. Ini benar terutamanya apabila membuat keputusan antara dua jenis termistor biasa yang digunakan untuk penderiaan suhu: pekali suhu negatif termistor NTC atau termistor linear berasaskan silikon. Termistor NTC digunakan secara meluas kerana harganya yang rendah, tetapi menawarkan ketepatan yang lebih rendah pada suhu yang melampau. Termistor linear berasaskan silikon menawarkan prestasi yang lebih baik dan ketepatan yang lebih tinggi pada julat suhu yang lebih luas, tetapi secara amnya lebih mahal. Seperti yang akan kita lihat di bawah, termistor linear lain akan datang ke pasaran yang menawarkan lebih kos efektif, pilihan berprestasi tinggi. Membantu menangani pelbagai keperluan penderiaan suhu tanpa meningkatkan kos keseluruhan penyelesaian.

Memilih Probe yang Tepat untuk Pengesanan Suhu

Memilih termistor NTC yang betul untuk penderia suhu

Memilih penderia termistor NTC yang betul

Termistor yang sesuai untuk aplikasi anda akan bergantung pada banyak parameter, seperti:
· Bil Bahan (BOM) kos;
· Toleransi rintangan;
· Mata penentukuran;
· Kepekaan (perubahan rintangan per darjah Celsius);
· Pemanasan sendiri dan hanyut sensor;

kos BOM
Thermistor sendiri tidak mahal. Oleh kerana mereka adalah diskret, penurunan voltan mereka boleh ditukar dengan menggunakan litar tambahan. Contohnya, jika anda menggunakan termistor NTC tak linear dan mahukan penurunan voltan linear merentasi peranti, anda mungkin memilih untuk menambah perintang tambahan untuk membantu mencapai ciri ini. Walau bagaimanapun, alternatif lain yang boleh mengurangkan BOM dan jumlah kos penyelesaian adalah dengan menggunakan termistor linear yang memberikan penurunan voltan yang dikehendaki sendiri. Berita baiknya ialah dengan keluarga termistor linear baharu kami, kedua-duanya mungkin. Ini bermakna jurutera boleh memudahkan reka bentuk, mengurangkan kos sistem, dan mengurangkan papan litar bercetak (PCB) saiz susun atur sekurang-kurangnya 33%.

Toleransi Rintangan
Thermistor dikategorikan mengikut toleransi rintangannya pada 25°C, tetapi ini tidak menerangkan sepenuhnya bagaimana ia berubah mengikut suhu. Anda boleh menggunakan minimum, tipikal, dan nilai rintangan maksimum yang disediakan dalam rintangan peranti vs. suhu (R-T) jadual dalam alat reka bentuk atau lembaran data untuk mengira toleransi ke atas julat suhu tertentu yang diminati.

Untuk menggambarkan bagaimana toleransi berubah dengan teknologi termistor, mari bandingkan NTC dan termistor berasaskan silikon TMP61 kami. Kedua-duanya dinilai untuk toleransi rintangan ±1%.. Rajah 1 menggambarkan bahawa toleransi rintangan kedua-dua peranti meningkat apabila suhu bergerak dari 25°C, tetapi terdapat perbezaan yang besar antara keduanya pada suhu yang melampau. Adalah penting untuk mengira perbezaan ini supaya anda boleh memilih peranti yang mengekalkan toleransi yang lebih rendah ke atas julat suhu yang diminati..

Cara Memilih Termistor yang Tepat untuk Penderia Suhu Anda

Rajah 1: Toleransi Rintangan: NTC lwn. TMP61

Mata Kalibrasi
Tidak mengetahui di mana termistor berada dalam julat toleransi rintangannya akan merendahkan prestasi sistem kerana anda memerlukan margin ralat yang lebih luas. Penentukuran akan memberitahu anda nilai rintangan yang diharapkan, yang boleh membantu anda mengurangkan margin ralat dengan ketara. Walau bagaimanapun, ia merupakan langkah tambahan dalam proses pembuatan, jadi penentukuran harus diminimumkan.

Bilangan titik penentukuran bergantung pada jenis termistor yang digunakan dan julat suhu aplikasi. Untuk julat suhu yang sempit, satu titik penentukuran adalah sesuai untuk kebanyakan termistor. Untuk aplikasi yang memerlukan julat suhu yang luas, anda mempunyai dua pilihan: 1) kalibrasi tiga kali dengan NTC (ini disebabkan oleh kepekaan yang rendah pada suhu yang melampau dan toleransi rintangan yang lebih tinggi). Ataupun 2) kalibrasi sekali dengan termistor linear berasaskan silikon, yang lebih stabil daripada NTC.

Sensitiviti
Perubahan besar dalam rintangan setiap darjah Celsius (sensitiviti) hanyalah salah satu cabaran apabila cuba mendapatkan ketepatan yang baik daripada termistor. Walau bagaimanapun, melainkan anda mendapat nilai rintangan betul-betul dalam perisian, sama ada melalui penentukuran atau dengan memilih termistor dengan toleransi rintangan yang rendah, sensitiviti yang besar tidak akan membantu.

NTC mempunyai sensitiviti yang sangat tinggi pada suhu rendah kerana nilai rintangannya berkurangan secara eksponen, tetapi ia juga turun secara mendadak apabila suhu meningkat. Termistor linear berasaskan silikon tidak mempunyai sensitiviti tinggi yang sama seperti NTC, jadi mereka menyediakan ukuran yang stabil pada keseluruhan julat suhu. Apabila suhu meningkat, sensitiviti termistor linear berasaskan silikon biasanya melebihi NTC pada kira-kira 60°C.

Pemanasan sendiri dan hanyut sensor
Thermistor menghilangkan tenaga sebagai haba, yang boleh menjejaskan ketepatan pengukurannya. Jumlah haba yang hilang bergantung pada banyak parameter, termasuk komposisi bahan dan arus yang mengalir melalui peranti.

Hanyut sensor ialah jumlah hanyut termistor dari semasa ke semasa, biasanya dinyatakan dalam lembaran data melalui ujian hayat dipercepatkan yang diberikan sebagai peratusan perubahan dalam nilai rintangan. Jika aplikasi anda memerlukan jangka hayat yang panjang dengan sensitiviti dan ketepatan yang konsisten, pilih termistor dengan pemanasan diri rendah dan drift sensor kecil.

Jadi bilakah anda harus menggunakan termistor linear silikon seperti TMP61 di atas NTC?
Melihat Meja 1, anda boleh melihatnya dengan harga yang sama, anda boleh mendapat manfaat daripada kelinearan dan kestabilan termistor linear silikon dalam hampir semua keadaan dalam julat suhu operasi yang ditentukan bagi termistor linear silikon.. Termistor linear silikon juga tersedia dalam versi komersial dan automotif dan dalam standard 0402 dan 0603 pakej biasa pada NTC peranti pelekap permukaan.

Jadual 1: NTC lwn. Termistor linear silikon TI

Untuk jadual R-T yang lengkap untuk termistor TI dan kaedah penukaran suhu yang mudah dengan kod contoh, muat turun Alat Reka Bentuk Termistor kami.