วิธีเลือกเทอร์มิสเตอร์ที่ถูกต้องสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิ?

เมื่อต้องเผชิญกับเทอร์มิสเตอร์ NTC หลายพันประเภท, การเลือกสิ่งที่ถูกต้องอาจเป็นไปได้มาก. ในบทความทางเทคนิคนี้, ฉันจะพาคุณผ่านพารามิเตอร์สำคัญบางอย่างที่ควรคำนึงถึงเมื่อเลือกเทอร์มิสเตอร์. นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัดสินใจระหว่างเทอร์มิสเตอร์สองประเภททั่วไปที่ใช้สำหรับการตรวจจับอุณหภูมิ: ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบเทอร์มิสเตอร์ NTC หรือเทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นที่ใช้ซิลิกอน. เทอร์มิสเตอร์ NTC มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากราคาต่ำ, แต่ให้ความแม่นยำต่ำกว่าที่อุณหภูมิสูง. เทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นที่ใช้ซิลิคอนให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและมีความแม่นยำสูงขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น, แต่โดยทั่วไปจะมีราคาแพงกว่า. ตามที่เราจะเห็นด้านล่าง, เทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นอื่น ๆ กำลังออกสู่ตลาดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น, ตัวเลือกประสิทธิภาพสูง. ช่วยตอบสนองความต้องการการตรวจจับอุณหภูมิที่หลากหลายโดยไม่เพิ่มค่าใช้จ่ายโดยรวมของการแก้ปัญหา.

การเลือกโพรบที่เหมาะสมสำหรับการตรวจจับอุณหภูมิ

การเลือกเทอร์มิสเตอร์ NTC ที่เหมาะสมสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

การเลือกเซ็นเซอร์เทอร์มิสเตอร์ NTC ที่เหมาะสม

เทอร์มิสเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์มากมาย, เช่น:
·ใบเรียกเก็บเงิน (ระเบิด) ค่าใช้จ่าย;
·ความทนทานต่อความต้านทาน;
·คะแนนการสอบเทียบ;
·ความไว (การเปลี่ยนแปลงความต้านทานต่อองศาเซลเซียส);
·ความร้อนและเซ็นเซอร์ดริฟท์;

ค่าใช้จ่าย
เทอร์มิสเตอร์เองไม่แพง. เนื่องจากพวกเขาไม่ต่อเนื่อง, แรงดันตกของพวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้วงจรเพิ่มเติม. ตัวอย่างเช่น, หากคุณใช้เทอร์มิสเตอร์ NTC แบบไม่เชิงเส้นและต้องการแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นตรงข้ามอุปกรณ์, คุณอาจเลือกที่จะเพิ่มตัวต้านทานเพิ่มเติมเพื่อช่วยให้บรรลุคุณลักษณะนี้. อย่างไรก็ตาม, อีกทางเลือกหนึ่งที่สามารถลดค่าใช้จ่าย BOM และค่าใช้จ่ายในการแก้ปัญหาทั้งหมดคือการใช้เทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นที่ให้แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการลดลงด้วยตัวเอง. ข่าวดีก็คือครอบครัวเทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นใหม่ของเรา, เป็นไปได้ทั้งสองอย่าง. ซึ่งหมายความว่าวิศวกรสามารถทำให้การออกแบบง่ายขึ้น, ลดต้นทุนระบบ, และลดแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ขนาดเค้าโครงอย่างน้อย 33%.

ความทนทานต่อความต้านทาน
เทอร์มิสเตอร์ถูกจัดหมวดหมู่โดยความทนทานต่อความต้านทานที่ 25 ° C, แต่สิ่งนี้ไม่ได้อธิบายอย่างเต็มที่ว่าพวกเขาเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้อย่างไร. คุณสามารถใช้ขั้นต่ำ, ทั่วไป, และค่าความต้านทานสูงสุดที่มีให้ในความต้านทานอุปกรณ์เทียบกับ. อุณหภูมิ (r-t) ตารางในเครื่องมือออกแบบหรือแผ่นข้อมูลเพื่อคำนวณความอดทนในช่วงอุณหภูมิที่น่าสนใจเฉพาะ.

เพื่อแสดงให้เห็นว่าความอดทนเปลี่ยนแปลงอย่างไรกับเทคโนโลยีเทอร์มิสเตอร์, มาเปรียบเทียบ NTC และเทอร์มิสเตอร์ที่ใช้ซิลิคอน TMP61 ของเรา. พวกเขาทั้งสองได้รับการจัดอันดับสำหรับการทนต่อความต้านทาน± 1%. รูป 1 แสดงให้เห็นว่าการทนต่อความต้านทานของอุปกรณ์ทั้งสองเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเคลื่อนที่ออกจาก 25 ° C, แต่มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างทั้งสองที่อุณหภูมิสูง. สิ่งสำคัญคือการคำนวณความแตกต่างนี้เพื่อให้คุณสามารถเลือกอุปกรณ์ที่รักษาความอดทนได้ต่ำกว่าช่วงอุณหภูมิที่น่าสนใจ.

วิธีเลือกเทอร์มิสเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิของคุณ

รูป 1: ความทนทานต่อความต้านทาน: NTC เทียบกับ. TMP61

จุดสอบเทียบ
ไม่ทราบว่าเทอร์มิสเตอร์อยู่ที่ใดในช่วงความทนทานต่อความต้านทานจะลดประสิทธิภาพของระบบเนื่องจากคุณต้องการข้อผิดพลาดที่กว้างขึ้น. การสอบเทียบจะบอกคุณว่ามูลค่าการต่อต้านที่คาดหวังอะไร, ซึ่งสามารถช่วยคุณลดระยะขอบของข้อผิดพลาดได้อย่างมาก. อย่างไรก็ตาม, เป็นขั้นตอนเพิ่มเติมในกระบวนการผลิต, ดังนั้นควรทำการสอบเทียบให้น้อยที่สุด.

จำนวนจุดสอบเทียบขึ้นอยู่กับประเภทของเทอร์มิสเตอร์ที่ใช้และช่วงอุณหภูมิของแอปพลิเคชัน. สำหรับช่วงอุณหภูมิแคบ ๆ, จุดสอบเทียบหนึ่งจุดเหมาะสำหรับเทอร์มิสเตอร์ส่วนใหญ่. สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการช่วงอุณหภูมิที่กว้าง, คุณมีสองตัวเลือก: 1) ปรับเทียบสามครั้งด้วย NTC (นี่เป็นเพราะความไวต่ำที่อุณหภูมิสูงและการทนต่อความต้านทานที่สูงขึ้น). หรือ 2) ปรับเทียบครั้งหนึ่งด้วยเทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นที่ใช้ซิลิกอน, ซึ่งมีเสถียรภาพมากกว่า NTC.

ความไว
การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของความต้านทานต่อองศาเซลเซียส (ความไว) เป็นเพียงหนึ่งในความท้าทายเมื่อพยายามที่จะได้รับความแม่นยำที่ดีจากเทอร์มิสเตอร์. อย่างไรก็ตาม, เว้นแต่คุณจะได้รับค่าความต้านทานในซอฟต์แวร์, ไม่ว่าจะผ่านการสอบเทียบหรือการเลือกเทอร์มิสเตอร์ที่มีความทนทานต่อความต้านทานต่ำ, ความไวขนาดใหญ่จะไม่ช่วย.

NTCs มีความไวสูงมากที่อุณหภูมิต่ำเนื่องจากค่าความต้านทานลดลงแบบทวีคูณ, แต่พวกเขาก็ลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น. เทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นที่ใช้ซิลิกอนไม่มีความไวสูงเช่นเดียวกับ NTCs, ดังนั้นพวกเขาจึงให้การวัดที่มั่นคงตลอดช่วงอุณหภูมิทั้งหมด. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น, ความไวของเทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นที่ใช้ซิลิกอนมักจะเกินกว่า NTCs ที่อุณหภูมิประมาณ 60 ° C.

ความร้อนและเซ็นเซอร์ดริฟท์
เทอร์มิสเตอร์กระจายพลังงานเป็นความร้อน, ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำในการวัด. ปริมาณความร้อนที่กระจายไปนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์จำนวนมาก, รวมถึงองค์ประกอบของวัสดุและกระแสที่ไหลผ่านอุปกรณ์.

เซ็นเซอร์ดริฟท์เป็นจำนวนที่เทอร์มิสเตอร์ลอยอยู่เมื่อเวลาผ่านไป, มักจะระบุไว้ในแผ่นข้อมูลผ่านการทดสอบชีวิตแบบเร่งความเร็วที่กำหนดเป็นการเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์ของค่าความต้านทาน. หากแอปพลิเคชันของคุณต้องการชีวิตที่ยืนยาวด้วยความไวและความแม่นยำที่สอดคล้องกัน, เลือกเทอร์มิสเตอร์ที่มีความร้อนต่ำและเซ็นเซอร์ขนาดเล็กดริฟท์.

ดังนั้นเมื่อคุณควรใช้เทอร์มอนเชิงเส้นซิลิกอนเช่น TMP61 ผ่าน NTC?
ดูที่โต๊ะ 1, คุณจะเห็นว่าในราคาเดียวกัน, คุณจะได้รับประโยชน์จากความเป็นเส้นตรงและความเสถียรของเทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นซิลิกอนในเกือบทุกสถานการณ์ภายในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ระบุของเทอร์มอนเชิงเส้นซิลิกอนเชิงเส้น. เทอร์มิสเตอร์เชิงเส้นซิลิคอนยังมีอยู่ในเวอร์ชั่นเชิงพาณิชย์และยานยนต์และในมาตรฐาน 0402 และ 0603 แพ็คเกจที่พบได้ทั่วไปกับอุปกรณ์ยึดพื้นผิว NTCS.

โต๊ะ 1: NTC เทียบกับ. เทอร์มิสเตอร์เชิงเส้น Ti ซิลิคอน

สำหรับตาราง R-T ที่สมบูรณ์สำหรับ ti thermistors และวิธีการแปลงอุณหภูมิที่ง่ายพร้อมรหัสตัวอย่าง, ดาวน์โหลดเครื่องมือออกแบบ Thermistor ของเรา.