Как выбрать правильный термистор для датчика температуры?

Столкнувшись с тысячами типов термисторов NTC, выбор правильного может быть довольно трудным. В этой технической статье, Я расскажу вам о некоторых важных параметрах, которые следует учитывать при выборе термистора.. Это особенно актуально при выборе между двумя распространенными типами термисторов, используемых для измерения температуры.: Термисторы NTC с отрицательным температурным коэффициентом или линейные термисторы на основе кремния. Термисторы NTC широко используются из-за их низкой цены., но обеспечивают меньшую точность при экстремальных температурах. Линейные термисторы на основе кремния обеспечивают лучшую производительность и более высокую точность в более широком диапазоне температур., но обычно дороже. Как мы увидим ниже, на рынок выходят другие линейные термисторы, которые предлагают более экономичные, высокопроизводительные варианты. Помогает удовлетворить широкий спектр потребностей в измерении температуры без увеличения общей стоимости решения..

Выбор подходящего зонда для измерения температуры

Выбор подходящего термистора NTC для датчика температуры

Выбор подходящего термисторного датчика NTC

Правильный выбор термистора для вашего применения будет зависеть от многих параметров., такой как:
· Спецификация материалов (спецификация) расходы;
· Толерантность к сопротивлению;
· Калибровочные точки;
· Чувствительность (изменение сопротивления на градус Цельсия);
· Самонагрев и дрейф датчика;

Стоимость спецификации
Сами терморезисторы не дорогие.. Поскольку они дискретны, их падение напряжения можно изменить с помощью дополнительных схем.. Например, если вы используете нелинейный термистор NTC и хотите, чтобы падение напряжения на устройстве было линейным, вы можете добавить дополнительный резистор, чтобы добиться этой характеристики.. Однако, Другой альтернативой, которая может снизить спецификацию и общую стоимость решения, является использование линейного термистора, который сам по себе обеспечивает желаемое падение напряжения.. Хорошей новостью является то, что наше новое семейство линейных термисторов, оба возможны. Это означает, что инженеры могут упростить проектирование., сократить системные затраты, и уменьшить печатную плату (печатная плата) размер макета как минимум 33%.

Толерантность к сопротивлению
Термисторы классифицируются по допускам сопротивления при 25°C., но это не полностью описывает, как они меняются с температурой. Вы можете использовать минимум, типичный, и максимальные значения сопротивления, указанные в зависимости сопротивления устройства от. температура (Р-Т) таблица в инструменте проектирования или в таблице данных для расчета допуска в конкретном интересующем диапазоне температур.

Чтобы проиллюстрировать, как изменяются допуски при использовании термисторной технологии., давайте сравним NTC и наш кремниевый термистор TMP61.. Оба они рассчитаны на допуск сопротивления ±1%.. Фигура 1 показывает, что допуск сопротивления обоих устройств увеличивается при понижении температуры от 25°C., но между ними существует большая разница при экстремальных температурах.. Важно рассчитать эту разницу, чтобы можно было выбрать устройство, которое обеспечивает меньший допуск в интересующем диапазоне температур..

Как правильно выбрать термистор для датчика температуры

Фигура 1: Толерантность к сопротивлению: НТЦ против. ТМП61

Калибровочные точки
Незнание того, где находится термистор в пределах допустимого диапазона сопротивления, ухудшит производительность системы, поскольку вам нужен более широкий предел погрешности.. Калибровка покажет вам, какое значение сопротивления следует ожидать., что может помочь вам значительно снизить погрешность. Однако, это дополнительный этап производственного процесса, поэтому калибровка должна быть сведена к минимуму.

Количество точек калибровки зависит от типа используемого термистора и температурного диапазона применения.. Для узких температурных диапазонов, одна точка калибровки подходит для большинства термисторов. Для применений, требующих широкого температурного диапазона., у тебя есть два варианта: 1) откалибровать три раза с помощью NTC (это связано с их низкой чувствительностью при экстремальных температурах и более высокой устойчивостью к сопротивлению.). Или 2) выполнить однократную калибровку с помощью линейного термистора на основе кремния, который более стабилен, чем NTC.

Чувствительность
Большое изменение сопротивления на градус Цельсия. (чувствительность) это лишь одна из проблем при попытке получить хорошую точность от термистора. Однако, если только вы не получите значение сопротивления прямо в программе, либо путем калибровки, либо путем выбора термистора с низким допуском по сопротивлению., большая чувствительность не поможет.

NTC имеют очень высокую чувствительность при низких температурах, поскольку значение их сопротивления уменьшается экспоненциально., но они также резко падают с повышением температуры. Линейные термисторы на основе кремния не обладают такой высокой чувствительностью, как NTC., поэтому они обеспечивают стабильные измерения во всем диапазоне температур.. По мере повышения температуры, чувствительность линейных термисторов на основе кремния обычно превышает чувствительность NTC примерно при 60°C..

Самонагрев и дрейф датчика
Термисторы рассеивают энергию в виде тепла., что может повлиять на точность их измерений. Количество рассеиваемого тепла зависит от многих параметров., включая состав материала и ток, протекающий через устройство.

Дрейф датчика — это величина дрейфа термистора с течением времени., обычно указывается в технических характеристиках посредством ускоренного испытания на срок службы, выраженного в процентном изменении значения сопротивления. Если ваше приложение требует длительного срока службы с постоянной чувствительностью и точностью, выберите термистор с низким самонагревом и небольшим дрейфом датчика.

Итак, когда вам следует использовать кремниевый линейный термистор, такой как TMP61, вместо NTC??
Глядя на стол 1, вы можете увидеть это за ту же цену, вы можете извлечь выгоду из линейности и стабильности кремниевого линейного термистора практически в любой ситуации в пределах указанного диапазона рабочих температур кремниевого линейного термистора.. Кремниевые линейные термисторы также доступны в коммерческой и автомобильной версиях, а также в стандартном исполнении. 0402 и 0603 пакеты, общие для устройств поверхностного монтажа NTC.

Стол 1: НТЦ против. Кремниевые линейные термисторы TI

Полная таблица R-T для термисторов TI и простой метод преобразования температуры с примером кода., загрузите наш инструмент проектирования термисторов.