Sıcaklık sensörü için doğru termistör nasıl seçilir?

Binlerce NTC termistör tipiyle karşılaşıldığında, Doğru olanı seçmek oldukça bunaltıcı olabilir. Bu teknik makalede, Bir termistör seçerken aklınızda bulundurmanız gereken bazı önemli parametreler konusunda size yol göstereceğim.. Bu özellikle sıcaklık algılama için kullanılan iki yaygın termistör tipi arasında karar verirken geçerlidir.: negatif sıcaklık katsayılı NTC termistörleri veya silikon bazlı doğrusal termistörler. NTC termistörleri düşük fiyatları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır., ancak aşırı sıcaklıklarda daha düşük doğruluk sunar. Silikon bazlı doğrusal termistörler, daha geniş bir sıcaklık aralığında daha iyi performans ve daha yüksek doğruluk sunar, ama genellikle daha pahalıdır. Aşağıda göreceğimiz gibi, daha uygun maliyetli teklifler sunan diğer lineer termistörler pazara geliyor, yüksek performanslı seçenekler. Çözümün genel maliyetini artırmadan çok çeşitli sıcaklık algılama ihtiyaçlarının karşılanmasına yardımcı olur.

Sıcaklık Algılama için Doğru Probu Seçmek

Sıcaklık sensörü için doğru NTC termistörünü seçme

Doğru NTC termistör sensörünü seçme

Uygulamanız için doğru termistör birçok parametreye bağlı olacaktır, örneğin:
· Malzeme Listesi (ürün reçetesi) maliyet;
· Direnç toleransı;
· Kalibrasyon noktaları;
· Hassasiyet (Santigrat derece başına dirençteki değişim);
· Kendiliğinden ısınma ve sensör sapması;

Ürün reçetesi maliyeti
Termistörlerin kendileri pahalı değildir. Ayrık oldukları için, voltaj düşüşleri ek devre kullanılarak değiştirilebilir. Örneğin, Doğrusal olmayan bir NTC termistörü kullanıyorsanız ve cihaz genelinde doğrusal bir voltaj düşüşü istiyorsanız, bu özelliğin elde edilmesine yardımcı olmak için ek bir direnç eklemeyi seçebilirsiniz. Fakat, BOM'u ve toplam çözüm maliyetini azaltabilecek bir diğer alternatif ise istenilen voltaj düşüşünü tek başına sağlayan doğrusal termistör kullanmaktır.. İyi haber şu ki, yeni lineer termistör ailemizle, ikisi de mümkün. Bu, mühendislerin tasarımları basitleştirebileceği anlamına gelir, sistem maliyetlerini azaltmak, ve baskılı devre kartını azaltın (PCB'ler) düzen boyutu en az 33%.

Direnç Toleransı
Termistörler 25°C'deki direnç toleranslarına göre sınıflandırılır, ancak bu, sıcaklık karşısında nasıl değiştiklerini tam olarak açıklamıyor. Minimum olanı kullanabilirsiniz, tipik, ve cihaz direncinde sağlanan maksimum direnç değerleri vs. sıcaklık (R-T) Belirli bir ilgi sıcaklık aralığı üzerindeki toleransı hesaplamak için bir tasarım aracındaki veya veri sayfasındaki tablo.

Termistör teknolojisiyle toleransların nasıl değiştiğini göstermek, bir NTC ile TMP61 silikon bazlı termistörümüzü karşılaştıralım. Her ikisi de ±%1 direnç toleransına göre derecelendirilmiştir. Figür 1 sıcaklık 25°C'den uzaklaştıkça her iki cihazın direnç toleransının arttığını göstermektedir, ancak aşırı sıcaklıklarda ikisi arasında büyük bir fark var. İlgilendiğiniz sıcaklık aralığında daha düşük toleransı koruyan bir cihaz seçebilmeniz için bu farkı hesaplamak önemlidir..

Sıcaklık Sensörünüz için Doğru Termistör Nasıl Seçilir

Figür 1: Direnç Toleransı: NTC'ye karşı. TMP61

Kalibrasyon Noktaları
Termistörün direnç tolerans aralığı içinde nerede olduğunu bilmemek sistem performansını düşürecektir çünkü daha geniş bir hata payına ihtiyacınız vardır. Kalibrasyon size hangi direnç değerinin bekleneceğini söyleyecektir, hata marjını önemli ölçüde azaltmanıza yardımcı olabilir. Fakat, üretim sürecinde ek bir adımdır, bu nedenle kalibrasyon minimumda tutulmalıdır.

Kalibrasyon noktalarının sayısı kullanılan termistörün tipine ve uygulamanın sıcaklık aralığına bağlıdır.. Dar sıcaklık aralıkları için, çoğu termistör için bir kalibrasyon noktası uygundur. Geniş sıcaklık aralığı gerektiren uygulamalar için, iki seçeneğin var: 1) NTC ile üç kez kalibre edin (bunun nedeni aşırı sıcaklıklardaki düşük hassasiyetleri ve daha yüksek direnç toleranslarıdır). Veya 2) silikon bazlı doğrusal termistörle bir kez kalibre edin, NTC'den daha kararlı olan.

Hassasiyet
Santigrat derece başına dirençte büyük bir değişiklik (hassasiyet) bir termistörden iyi bir doğruluk elde etmeye çalışırken karşılaşılan zorluklardan sadece bir tanesidir. Fakat, Direnç değerini doğrudan yazılımda almadığınız sürece, kalibrasyon yoluyla veya düşük direnç toleransına sahip bir termistör seçerek, büyük bir hassasiyet yardımcı olmaz.

NTC'ler direnç değerlerinin katlanarak azalması nedeniyle düşük sıcaklıklarda çok yüksek hassasiyete sahiptirler., ama aynı zamanda sıcaklık arttıkça dramatik bir şekilde düşüyorlar. Silikon bazlı doğrusal termistörler, NTC'lerle aynı yüksek hassasiyete sahip değildir., Böylece tüm sıcaklık aralığı boyunca kararlı ölçümler sağlarlar. Sıcaklık arttıkça, silikon bazlı doğrusal termistörlerin hassasiyeti tipik olarak yaklaşık 60°C'de NTC'lerin hassasiyetini aşar.

Kendiliğinden ısınma ve sensör kayması
Termistörler enerjiyi ısı olarak dağıtır, ölçüm doğruluğunu etkileyebilecek. Yayılan ısı miktarı birçok parametreye bağlıdır, malzeme bileşimi ve cihazdan akan akım dahil.

Sensör sapması, bir termistörün zaman içinde sürüklendiği miktardır, genellikle veri sayfasında direnç değerindeki yüzde değişim olarak verilen hızlandırılmış ömür testi yoluyla belirtilir. Uygulamanız tutarlı hassasiyet ve doğrulukla uzun ömür gerektiriyorsa, kendiliğinden ısınması düşük ve sensör sapması küçük olan bir termistör seçin.

Peki ne zaman bir NTC üzerinden TMP61 gibi bir silikon doğrusal termistör kullanmalısınız??
Tabloya Bakmak 1, aynı fiyata bunu görebilirsin, bir silikon doğrusal termistörün belirtilen çalışma sıcaklığı aralığı dahilinde hemen hemen her durumda bir silikon doğrusal termistörün doğrusallığından ve kararlılığından yararlanabilirsiniz.. Silikon lineer termistörler ayrıca ticari ve otomotiv versiyonlarında ve standart olarak mevcuttur. 0402 Ve 0603 yüzeye montaj cihazı NTC'lerinde ortak olan paketler.

Masa 1: NTC'ye karşı. TI silikon doğrusal termistörler

TI termistörlerine yönelik eksiksiz bir R-T tablosu ve örnek kodla kolay bir sıcaklık dönüştürme yöntemi için, Termistör Tasarım Aracımızı indirin.