Измерване на температурата при използване на термистора век

Температурата е един от най-често срещаните параметри открити вградена система. За такива измервания, има богат избор от температурни датчици. Гамата от видове сензори се простира от екзотични детектори черно тяло да прости съпротивителни датчици, включително и всички много видове, които са между тези две крайности. В тази статия ще се спра накратко термистор с отрицателен температурен коефициент (NTC термистори) - един от най-честите температурни сензори, използвани в различни вградени системи.

термистори

А термистора е активен елемент, обикновено изработен от полимер или полупроводникови чието съпротивление се променя в зависимост от температурата. Този тип устройство не трябва да се бърка с детектор температура резистивен (RTD). ИТР обикновено е много по-точна, струва повече и обхваща широк диапазон от температури.

Има два вида термистори с различен характер в зависимост от съпротивлението на температура. Ако стойността на съпротивлението намалява с увеличаване на температурата, ние го наричаме термисторно устройство с отрицателен температурен коефициент (NTC). Ако съпротивлението нараства с температура, апаратът известен като термистор с положителен температурен коефициент (PTC). Обикновено PTC устройство се използва за защита и NTC-единица, използвана като температурни сензори. Много често, NTC термистори се използват за контрол на PN-кръстовища широколентови лазерни диоди.

Друга характеристика на термистора се струва. В малки партиди типичен РТС трябва, като правило, от $ 0,05 до $ 0,10 за акция. Ниска цена и лекота на свързаност прави тези устройства много привлекателен за вградени приложения.

Типичен обхват на измерване на температурата на термистора от -50 ° С до 125 ° С Повечето приложения, използващи термистори, работи в границите от -10 ° С до 70 ° С, или както се нарича, в търговския диапазон от околни температури.

Типична грешка съпротивление на термистора е доста голям. Най РТС се произвежда с допустимото отклонение устойчивост на ± 5%.

Но тяхната точност е приемливо. Като правило, можем да очакваме, че тя е от порядъка на ± 0,5% до ± 1,0%.

Експресия, свързани температурата и устойчивостта на термистора е известен като уравнение Steinhart-Hart. Това нелинейно уравнение показано по-долу.

Графиката на резистентност срещу температура
NTC термистор за Panasonic.

Обикновено, термистори се оценяват от параметър, известен като стойността на R25. Това типично съпротивление термистор при 25 ° С Стойността на РТС R25 е 4700 ома.

В някои системи с ограничена памет, ние просто не можем да си позволим лукса да се създаде таблица за преобразуване. Ето защо, в такава молба, показанията на термисторни ние ще се опитат да се линеаризира.

Първо приближение за да показва, че съпротивлението на термистора е приблизително обратно пропорционална на температурата. Като се има предвид това, ние можем да се създаде схема обратно пропорционално да се опита да линеарно кривата на съпротива срещу температура. Фигура 2 показва как това се прави.

характеристики Схема линеаризация
NTC термистор.

Ако наистина искате да спестите пари, можете да премахнете източника на опорно напрежение. Това ще изисква известно допълнително филтриране, за да се елиминира всякакъв шум захранване. Важно е, че ADC верига и термистора има един източник на опорно напрежение. Това ни дава възможност да се използва измерване на съотношение метод за измерване на термистора по отношение на показанията на ADC. Това означава, че измерването е независимо възбуждане напрежение интерфейс верига термистора на.

Отчитане на температурата зависят само от съпротивлението на отклонение (RB) и устойчивостта на термистора (RTH). Ние можем да ги наричаме разделяне коефициент съотношение (D). Изразът за съотношението на разделяне не се различава от изразите за прост напрежение делител (уравнение 2).

Понякога, разработчиците вградена електроника, ние трябва да реши проблема за свързване на сензора към системата. В тази статия, аз считам проста схема на базата на сензора за температура РТС, и е показано как линеарно температурната зависимост на съпротивлението.

Едно от основните предимства на използването на термистора е тяхната цена. Като правило, когато купуват в малки количества, тези сензори са около $ 0,05 до $ 0,10. Точността на тези сензори е доста приличен. Обикновено поносимост или резистентност R25 толерантност към тези устройства варира от ± 3% ± 5%. Следователно линеаризация схема нелинейност ± 3 ° С може да се счита за задоволително.

Разбира се, винаги можем да използваме по-скъпо сензор, който ще даде по-точен резултат. За такива видове сензори включват:

1. Сензори с PN-кръстовище. Ниска цена, приемлива точност.
   
2. температурни сензори чип. Обикновено те представляват някакъв вид сензори с PN-кръстовище.
   
3. Устойчивост температурни датчици (RTD). Те са склонни да бъдат много точна и много по-скъпо.
   
4. Термо-двойки. Техният обхват на измерване обикновено е много по-голяма, а цената е сравнително ниско.
   
5. Инфрачервени сензори. Най-често те се използват за измерване след термични на лъчението се превръщат в температурата.

Това са само някои от начините, чрез които можете да измерите температурата. На някои от тях, може би мога да ви кажа в бъдеща статия.

И как да се измери температурата във вашата вградена система? Виждаш ли, аз показа много евтин начин за измерване на този физически параметър. Но освен него, все още има много други методи.

Prototype JLCPCB: Total $ 2 за 10 табла с размери 10 х 10 см за 24 часа производство, доставка DHL услуга в рамките на 3 дни.

Искате ли да получавате новини за ново съдържание на обявлението за уеб сайт?
Абонирайте се за нашия бюлетин!

• Към днешна дата над термистори или които твърдят, специално няма да бъде. Да, всички видове контрол имат "право на живот". НО, устройството на термичните съпротивления 10_kami години докажат своята "превъзходство" в цената, размери, качество, точност в управлението, удобно управление _ до цифровия визуален дисплей, лекота на ремонт, поддръжка, монтаж (монтаж).
• Изглежда, че само да напиша нещо.
• За прилична точност (по-малко от 3%), е необходимо да изберете пристрастия резистори, които трябва да бъдат най-малко две, в производството на продукти с термистор. Необходимо е да се провеждат най-малко два температурни точки, това не е "високо".