PTA, termopāris, termistors, IC sensoru priekšrocības un salīdzināšanas trūkumi
Temperatūras jutīga produkta izvēle var šķist nenozīmīga viela, bet šķirnes dēļ
no pieejamajiem produktiem, šis uzdevums var būt biedējošs. Šajā rakstā es aprakstīšu četrus
temperatūras sensori (rezistīvi temperatūras detektori (PTA), termopāri, termistori un
integrālās shēmas (IC) sensorus ar digitālajām un analogajām saskarnēm) un
sensoru trūkumiem.
No sistēmas līmeņa viedokļa temperatūras sensors ir piemērots jūsu lietošanai,
atkarīgas no nepieciešamā temperatūras diapazona, precizitātes, linearitātes, šķīduma izmaksām, funkcijas, jaudas,
šķīduma izmērs, montāžas metode (virsmas montāžas metode un caururbjamā spraudņa metode un
plātn/ uzstādīšanas metode) ir nepieciešama arī, lai atbalstītu ķēdi, kas ir viegli projektējama.
Rtd
Mērot RTD pretestību, mainot temperatūru, atbildes reakcija ir gandrīz
lineāra, uzvedas kā rezistors. Kā parādīts 1. attēlā, RTD pretestības līkne nav
pilnīgi lineāra, bet tai ir dažas novirzes pakāpes (atsaucei ir parādīta taisna līnija), bet
ļoti paredzams un atkārtoti pārbaudāms. Lai kompensētu šo nelielo nelinearitāti, lielākā daļa dizaineru
izmērīto pretestības vērtību un izmantojiet mikrokontrollera uzskatāmo tabulu, lai piemērotu
korekcijas koeficientu. Atkārtojamība un stabilitāte šajā plašajā temperatūras diapazonā (apmēram
-250 ° C līdz + 750 ° C) padara PTA ļoti noderīgu augstas precizitātes lietojumos, tostarp
šķidruma vai gāzes temperatūras mērīšana caurulēs un lielos traukos.
Shēmas sarežģītība, ko izmanto RTD analogā signāla apstrādei, ievērojami atšķiras atkarībā no pielietojuma. Pastiprinātāji un analogie-digitālie pārveidotāji (ADC), kas rada savas kļūdas, ir neaizstājami. Jauda sensoram tiek piegādāta tikai tad, kad mērījums ir nepieciešams - tādā veidā jūs varat sasniegt arī zemas jaudas darbību, bet tas padara ķēdi daudz sarežģītāku. Turklāt sensora barošanai nepieciešamā jauda palielinās arī tā iekšējo temperatūru, tādējādi ietekmējot mērījumu precizitāti. Šis pašsasilstīšanas efekts rada temperatūras kļūdu (kas ir labojama, bet ir jāturpina apsvērt) tikai dažu miliamperu strāvas dēļ. Tāpat paturiet prātā, ka stieples brūces platīna PTA vai plānas plēves RTD var būt diezgan dārgi, it īpaši, ja salīdzina ar IC sensoru izmaksām.
Termistors
Termistori ir cita veida rezistīvi sensori. Ir pieejams plašs termistors, sākot no
lēti produkti augstas precizitātes produktiem, un tā tālāk. Lētu, zemas precizitātes termistori
veikt vienkāršus mērījumus vai sliekšņa noteikšanu - šiem rezistoriem ir nepieciešami vairāki komponenti
(piemēram, komparatori, atsauces un diskrētie rezistori), bet tie ir ļoti lēti un ir
nereaģējošas lineārās pretestības-temperatūras īpašības, kā parādīts 2. attēlā. Ja Jums ir
izmērīt plašu temperatūru diapazonu, jums būs jāveic daudz linearizācijas darba. Var būt
nepieciešams kalibrēt vairākus temperatūras punktus. Lai panāktu augstāku precizitāti, dārgāku un
termiski panesamākus termistoru masīvus var izmantot, lai palīdzētu atrisināt šo nelineāro problēmu, bet
šādi masīvi parasti ir mazāk jutīgi nekā viens termistors.
Tā kā vairāku braucienu punktu sistēmas rada sarežģītību un izmaksas, parasti izmanto lētus
tikai lietojumiem ar minimālām funkcionālām prasībām, ieskaitot tosterus, kafijas automātus,
ledusskapjiem un fēniem. Turklāt termistori ir pakļauti pašsasilstīšanas problēmām
(parasti augstākā temperatūrā, kur to pretestība ir zemāka). Tāpat kā PTA gadījumā, pamatcēlonis
nespēja izmantot termistoru zemā barošanas spriegumā vēl nav atrasta, bet atcerieties, ka
jo zemāka ir pilna mēroga izvade, jo tiešāk tā tiek pārvērsta par sistēmu, kuras pamatā ir
analogā-ciparu pārveidotāja raksturlielumi Jo zemāka jutība. Maza jauda
lietojumiem arī nepieciešama lielāka ķēdes sarežģītība, lai tie būtu jutīgi pret trokšņa izraisītām kļūdām.
Termistorus var darbināt temperatūras diapazonā no -100 ° C līdz + 500 ° C, lai gan lielākā daļa
termistori ir novērtēti ar maksimālo darba temperatūras diapazonu no + 100 ° C līdz + 150 ° C.
Termopāri
Termopāris ietver divu vadu kontaktus, kas izgatavoti no dažādiem materiāliem. Piemēram,
J tipa termopāris ir izgatavots no dzelzs un konstantāna. Kā parādīts 3. attēlā, 1. kontakts atrodas
temperatūrā, kas jāmēra, bet 2. kontakts un 3. kontakts ir novietoti dažādās temperatūrās,
temperatūrām, ko mēra ar LM35 analogo temperatūras sensoru. Izejas spriegums ir
proporcionāla starpībai starp šīm divām temperatūras vērtībām.
attēls: LM35 izmantošana termopāri aukstā savienojuma kompensācijai
Tā kā termopāriem ir ļoti zema jutība (desmitiem mikrovoltu vienā pakāpē),
pēc Celsija), jums būs nepieciešami zemas nobīdes pastiprinātāji, lai radītu izmantojamus izejas spriegumus. Ekspluatācijas
termopāra diapazons, nelinearitāte temperatūras-sprieguma pārneses funkcijā
bieži vien ir nepieciešama kompensācijas ķēde vai uzmeklēts galds, tāpat kā RTD un termopāris. Tomēr
neskatoties uz šiem trūkumiem, termopāri joprojām ir ļoti populāri, īpaši cepeškrāsnīm, ūdens sildītājiem
, krāsnīm, testēšanas iekārtām un citiem rūpnieciskiem procesiem – sakarā ar
termopāris un darba temperatūras diapazons pagarināts līdz 2300 °C vai vairāk) ir ļoti plašs.
IC sensors
IC sensors darbojas temperatūras diapazonā no -55 ° C līdz + 150 ° C - vairāki IC sensori ir
pieejams darbam līdz + 200 ° C. Ir dažādi integrēto IC sensoru veidi, bet
četri visizplatītākie integrētie IC sensori ir analogās izvades ierīces, digitālās saskarnes ierīces,
temperatūras sensoriem un integrētiem IC sensoriem (temperatūras slēdžiem) ar termostatu
Funkcijas. Analogās izvades ierīces (parasti sprieguma izejas, bet dažām ir arī strāvas izejas)
ir pasīvākie risinājumi, ja tiem ir nepieciešams ADC, lai digitalizētu izejas signālu. Digital
Interfeisa ierīces Visbiežāk tiek izmantotas divvadu saskarnes (I2C vai PMBus), un tajās ir iebūvēts
Adc.
Papildus vietējās temperatūras sensora pievienošanai tālvadības temperatūras sensoram ir arī viens vai
vairāk ievades, lai uzraudzītu attālināto diodes temperatūru - tās visbiežāk tiek ievietotas ļoti
integrētu digitālo IC, piemēram, procesoru vai lauka programmējamu vārtu bloku 】)in. Termostats
nodrošina vienkāršu trauksmi, kad ir sasniegts temperatūras slieksnis.
IC sensoru izmantošana piedāvā vairākas priekšrocības, tostarp: zemu enerģijas patēriņu; mazs iepakojums
izmēri (daži mazi 0,8 mm x 0,8 mm); un zemas ierīces izmaksas dažām lietojumprogrammām. Turklāt, tā kā
ražošanas testa laikā SU sensors ir kalibrēts, turpmāka kalibrēšana nav nepieciešama. Viņi
parasti izmanto fitnesa trases lietojumprogrammās, valkājamos produktos, skaitļošanas sistēmās,
baļķvedējiem un automobiļu lietojumprogrammām.
Pieredzējuši dēļu dizaineri izmantos vispiemērotāko risinājumu, pamatojoties uz gala produktu
Prasības. 1. tabulā parādītas katra temperatūras sensora relatīvās stiprās /vājās puses.
PTA, termistora, termopāri un IC sensora relatīvās priekšrocības un trūkumi
Pievienot: Nr. 16, Road 3, Sanjiang Rūpniecības zona, Shengzhou, Zhejiang, Ķīna
Kontaktpersona:Eric Xie
E-pasts:sale@benoelectric.com
Mob: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat & Whatsapp: +8615988295936
Mājas lapa :www.benoindustry.com
