如何為溫度傳感器選擇正確的熱敏電阻?

當面對數千種 NTC 熱敏電阻類型時, 選擇正確的一個可能會讓人不知所措. 在這篇技術文章中, 我將引導您了解選擇熱敏電阻時要記住的一些重要參數. 在用於溫度傳感的兩種常見類型的熱敏電阻之間做出選擇時尤其如此: 負溫度係數NTC熱敏電阻或矽基線性熱敏電阻. NTC熱敏電阻因其價格低廉而被廣泛使用, 但在極端溫度下精度較低. 矽基線性熱敏電阻在更寬的溫度範圍內提供更好的性能和更高的精度, 但一般比較貴. 正如我們將在下面看到的, 其他更具成本效益的線性熱敏電阻即將上市, 高性能選項. 幫助滿足廣泛的溫度傳感需求，而不增加解決方案的總體成本.

選擇合適的溫度傳感探頭

為溫度傳感器選擇合適的 NTC 熱敏電阻

選擇正確的 NTC 熱敏電阻傳感器

適合您的應用的熱敏電阻取決於許多參數, 例如:
· 物料清單 (物料清單) 成本;
· 電阻容差;
· 校準點;
· 靈敏度 (每攝氏度電阻變化);
· 自熱和傳感器漂移;

物料成本
熱敏電阻本身並不昂貴. 由於它們是離散的, 它們的電壓降可以通過使用附加電路來改變. 例如, 如果您使用非線性 NTC 熱敏電阻並希望器件具有線性壓降, 您可以選擇添加一個額外的電阻來幫助實現此特性. 然而, 另一種可以降低 BOM 和總解決方案成本的替代方案是使用能夠自行提供所需壓降的線性熱敏電阻. 好消息是，我們的新型線性熱敏電阻系列, 兩者皆有可能. 這意味著工程師可以簡化設計, 降低系統成本, 並減少印刷電路板 (印刷電路板) 佈局尺寸至少 33%.

電阻容差
熱敏電阻根據 25°C 時的電阻容差進行分類, 但這並不能完全描述它們如何隨溫度變化. 您可以使用最少的, 典型的, 以及器件電阻 vs 中提供的最大電阻值. 溫度 (RT-T) 設計工具或數據表中的表格，用於計算感興趣的特定溫度範圍內的公差.

說明熱敏電阻技術的公差如何變化, 讓我們比較一下 NTC 和我們的 TMP61 矽基熱敏電阻. 它們的額定電阻容差均為 ±1%. 數位 1 說明隨著溫度遠離 25°C，兩種器件的電阻容差都會增加, 但在極端溫度下兩者卻存在較大差異. 計算此差異非常重要，以便您可以選擇在感興趣的溫度範圍內保持較低容差的設備.

如何為您的溫度傳感器選擇合適的熱敏電阻

數位 1: 電阻容差: NTC 與. TMP61

校準點
不知道熱敏電阻在其電阻容差範圍內的位置會降低系統性能，因為您需要更大的誤差範圍. 校準將告訴您預期的電阻值是多少, 這可以幫助您顯著減少誤差範圍. 然而, 這是製造過程中的一個額外步驟, 因此校準應保持在最低限度.

校準點的數量取決於所使用的熱敏電阻的類型和應用的溫度範圍. 適用於較窄的溫度範圍, 一個校準點適用於大多數熱敏電阻. 適用於需要寬溫度範圍的應用, 你有兩個選擇: 1) 用NTC校準3次 (這是因為它們在極端溫度下的靈敏度較低，並且電阻容差較高). 或者 2) 使用矽基線性熱敏電阻校準一次, 比 NTC 更穩定.

靈敏度
每攝氏度電阻變化很大 (靈敏度) 這只是嘗試從熱敏電阻獲得良好精度時面臨的挑戰之一. 然而, 除非你在軟件中得到正確的電阻值, 通過校准或選擇具有低電阻容差的熱敏電阻, 高靈敏度無濟於事.

NTC 在低溫下具有非常高的靈敏度，因為它們的電阻值呈指數下降, 但隨著溫度升高它們也會急劇下降. 矽基線性熱敏電阻不具有與 NTC 相同的高靈敏度, 因此它們可以在整個溫度範圍內提供穩定的測量. 隨著溫度升高, 在 60°C 左右，矽基線性熱敏電阻的靈敏度通常超過 NTC.

自加熱和傳感器漂移
熱敏電阻以熱量的形式耗散能量, 這會影響他們的測量精度. 散熱量取決於許多參數, 包括材料成分和流經器件的電流.

傳感器漂移是熱敏電阻隨時間漂移的量, 通常通過加速壽命測試在數據表中指定，以電阻值的百分比變化形式給出. 如果您的應用需要長壽命以及一致的靈敏度和精度, 選擇自發熱低、傳感器漂移小的熱敏電阻.

那麼什麼時候應該使用像 TMP61 這樣的矽線性熱敏電阻而不是 NTC?
看表 1, 你可以看到同樣的價格, 在矽線性熱敏電阻指定的工作溫度範圍內的幾乎任何情況下，您都可以受益於矽線性熱敏電阻的線性度和穩定性. 矽線性熱敏電阻還提供商業和汽車版本以及標準版本 0402 和 0603 表面貼裝器件 NTC 通用封裝.

桌子 1: NTC 與. TI 矽線性熱敏電阻

有關 TI 熱敏電阻的完整 R-T 表以及帶有示例代碼的簡單溫度轉換方法, 下載我們的熱敏電阻設計工具.