RTD, termopara, termomystor, zalety czujnika IC i wady porównania
Wybór produktu do wykrywania temperatury może wydawać się banalną sprawą, ale ze względu na różnorodność
dostępnych produktów, to zadanie może być trudne. W tym artykule opiszę cztery rodzaje
czujników temperatury (rezystancyjnych czujników temperatury (RTT), termopar, termistorów i
(IC) z interfejsami cyfrowymi i analogowymi) i omówić każdy
i wady czujników.
Z punktu widzenia poziomu systemu czujnik temperatury jest odpowiedni do danego zastosowania
zależy od wymaganego zakresu temperatur, dokładności, liniowości, kosztu rozwiązania, funkcji,
wielkość roztworu, metoda montażu (metoda montażu powierzchniowego i metoda wtyku otworu przelotowego i obwód
metodą montażu płyty) jest również niezbędne do obsługi obwodu łatwego do zaprojektowania.
Brt
Podczas pomiaru rezystancji RTD podczas zmiany temperatury, reakcja jest prawie
liniowy, zachowuje się jak rezystor. Jak pokazano na rysunku 1, krzywa oporu BRT nie jest
w pełni liniowy, ale ma kilka stopni odchylenia (linia prosta jest pokazana w celach odniesienia) - ale
bardzo przewidywalne i ponownie testowalne. Aby zrekompensować tę niewielką nieliniowość, większość projektantów
zdigitalizuj zmierzoną wartość rezystancji i użyj tabeli wyszukiwania w mikrokontrolerze, aby
współczynnika korygowania. Powtarzalność i stabilność w tym szerokim zakresie temperatur (około
od -250 ° C do + 750 ° C) sprawia, że BRT jest niezwykle przydatny w precyzyjnych zastosowaniach, w tym
pomiar temperatury cieczy lub gazu w rurach i dużych zbiornikach.
Złożoność obwodów używanych do przetwarzania sygnału analogowego RTD różni się znacznie w zależności od zastosowania. Niezbędne są wzmacniacze i przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC), które wywołują własne błędy. Zasilanie jest dostarczane do czujnika tylko wtedy, gdy pomiar jest konieczny - w ten sposób można również osiągnąć pracę przy niskim pociechy, ale to sprawia, że obwód jest znacznie bardziej złożony. Co więcej, moc wymagana do zasilania czujnika również zwiększy jego temperaturę wewnętrzną, wpływając w ten sposób na dokładność pomiaru. Ten efekt samonagrzewania powoduje błąd temperatury (który można skorygować, ale wymaga dalszego rozważenia) ze względu na zaledwie kilka miliamperów prądu. Należy również pamiętać, że platynowe RTD lub cienkowarstwowe RTD mogą być dość kosztowne, zwłaszcza w porównaniu z kosztami czujników IC.
Termistora
Thermistors to inny rodzaj czujnika rezystancyjnego. Istnieje wiele dostępnych thermistor, z
niedrogie produkty do produktów o wysokiej precyzji, i tak dalej. Tanie, mało precyzyjne termistory
wykonać proste pomiary lub wykrywanie progów - te rezystory wymagają wielu komponentów
(takich jak komparatory, rezystory referencyjne i dyskretne), ale są bardzo niedrogie i mają
niereaktywne właściwości rezystancji liniowej i temperatury, jak pokazano na rysunku 2. Jeśli konieczne jest
zmierzyć szeroki zakres temperatur, trzeba będzie wykonać wiele pracliniizacyjnych. Może to być
kalibracji kilku punktów temperatury. Aby osiągnąć większą dokładność, droższe i
bardziej dopuszczalne termicznie tablice termiztorowe mogą być używane do rozwiązania tego problemu
takie tablice są na ogół mniej wrażliwe niż pojedynczy thermistor.
Ponieważ systemy punktów wielopocisowych zwiększają złożoność i koszty,
tylko do zastosowań o minimalnych wymaganiach funkcjonalnych, w tym tosterów, ekspresów do kawy,
lodówki i suszarki do włosów. Ponadto termistory są narażone na problemy z samonagrzewaniem się
(zwykle w wyższych temperaturach, gdzie ich opór jest niższy). Podobnie jak w odniesieniu do RTD, główną przyczyną
niemożności używania termistora przy niskich napięciach zasilania nie został jeszcze znaleziony - ale pamiętaj,
że im niższa jest moc wyjściowa na pełną skalę, tym bardziej bezpośrednio jest ona przekształcana w system oparty na
charakterystyka konwertera analogowo-cyfrowego Im niższa czułość. Mała moc
aplikacje wymagają również zwiększonej złożoności obwodu, aby były wrażliwe na błędy wywołane hałasem.
Termistory mogą pracować w zakresie temperatur od -100 ° C do + 500 ° C, chociaż większość
termatry są znamionowe dla maksymalnego zakresu temperatur pracy od + 100 ° C do + 150 ° C.
Termoelement
Termopara zawiera styki dwóch przewodów wykonanych z różnych materiałów. Na przykład,
Termopara typu J wykonana jest z żelaza i konstananu. Jak pokazano na rysunku 3, styk 1 znajduje się
w temperaturze, która ma być mierzona, podczas gdy styk 2 i styk 3 są umieszczone w różnych
temperatury mierzone za pomocą analogowego czujnika temperatury LM35. Napięcie wyjściowe jest
proporcjonalna do różnicy między tymi dwiema wartościami temperatury.
Rysunek 3: Używanie LM35 do kompensacji zimnego złącza termopary
Ponieważ termopary mają bardzo niską czułość (rzędu kilkudziesięciu mikrowoltów na stopień
Celsjusza), do produkcji użytecznych napięć wyjściowych potrzebne będą wzmacniacze o niskim współczynniku offsetowym. W trybie operacyjnym
termopara, nieliniowość w funkcji transferu temperatury do napięcia
często wymaga obwodu kompensacji lub tabeli wyszukiwania, podobnie jak RTD i termopara. Jednak
pomimo tych wad, termopary są nadal bardzo popularne, szczególnie w piekarnikach, podgrzewaczach wody
, piece, urządzenia badawcze i inne procesy przemysłowe - ze względu na niską masę cieplną
termopary i zakres temperatur pracy wydłużony do 2300 °C lub więcej) jest bardzo szeroki.
Czujnik IC
Czujnik IC pracuje w zakresie temperatur od -55 ° C do + 150 ° C - kilka czujników IC
dostępne do pracy do + 200 ° C. Istnieją różne rodzaje zintegrowanych czujników ic, ale
cztery najpopularniejsze zintegrowane czujniki IC to analogowe urządzenia wyjściowe, urządzenia interfejsu cyfrowego,
zdalnych czujników temperatury oraz zintegrowanych czujników IC (przełączników temperatury) z termostatem
Funkcje. Analogowe urządzenia wyjściowe (zazwyczaj wyjścia napięcia, ale niektóre mają również wyjścia prądowe)
są najbardziej pasywnymi rozwiązaniami, gdy wymagają adc do digitalizacji sygnału wyjściowego. Cyfrowy
Interfejsy Urządzenia dwuprzewodowe (I2C lub PMBus) są najczęściej używane i mają wbudowany
Adc.
Oprócz lokalnego czujnika temperatury, zdalny czujnik temperatury ma również jeden lub
więcej wejść do monitorowania temperatury zdalnej diody - najczęściej umieszcza się je w
zintegrowane cyfrowe układy scalonego, takie jak procesor lub programowalna macierz bramek 】)w. Termostat
zapewnia prosty alarm po osiągnięciu progu temperatury.
Zastosowanie czujników IC oferuje szereg korzyści, w tym: niskie zużycie energii; małe opakowanie
rozmiary (niektóre małe 0,8 mm x 0,8 mm); i niski koszt urządzenia w niektórych aplikacjach. Ponadto, ponieważ
czujnik IC jest kalibrowany podczas badania produkcji, nie jest konieczna dalsza kalibracja. Są one
są powszechnie stosowane w aplikacjach na torze fitness, produktach do noszenia, systemach
rejestratorów i zastosowań motoryzacyjnych.
Doświadczeni projektanci płyt będą korzystać z najodpowiedniejszego rozwiązania opartego na produkcie końcowym
Wymagania. Tabela 1 przedstawia względne mocne / słabe strony każdego czujnika temperatury.
Tabela 1: RTD, termistor, termopara i czujnik IC względne zalety i wady
Dodaj: Nr 16, Droga 3, Sanjiang Industry Zone, Shengzhou, Zhejiang, Chiny
Kontakt:Eric Xie
E-mail:sale@benoelectric.com
Telefon komórkowy: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat & Whatsapp: +8615988295936
Strona internetowa:www.benoindustry.com
