Kini ang una nga artikulo sa usa ka serye sa duha ka bahin. Ang kini nga artikulo una nga maghisgot sa kasaysayan ug magdisenyo mga hagit saAng temperatura nga nakabase sa thermistorMga Sistema sa Pagsukod, ingon man ang ilang pagtandi sa mga sistema sa pagsukod sa temperatura sa RTROPTICE (RTD). Igasaysay usab niini ang pagpili sa thermistor, pag-configure sa mga trade-off, ug ang kamahinungdanon sa Sigma-Delta Analog-to-Digital Converterers (ADCS) sa kini nga lugar. Ang ikaduha nga artikulo magtino kung giunsa ang pag-optimize ug pagtimbangtimbang sa katapusan nga sistema nga nakabase sa theristor-based.
Sama sa gihulagway sa miaging artikulo series, pag-optimize sa mga sistema sa sensor sa RTD nga temperatura, usa ka RTD ang usa ka resistensya nga magkalainlain ang resistensya. Ang mga thermistors nagtrabaho parehas sa RTDS. Dili sama sa RTDS, nga adunay positibo nga paagi sa temperatura, ang usa ka thermistor adunay positibo o negatibo nga koepisyent sa temperatura. Negatibo nga temperatura sa temperatura nga (NTC) Ang mga thermistor sa NTC) mikunhod ang ilang pagsukol samtang ang pagtaas sa temperatura, samtang ang positibo nga temperatura sa temperatura (PTC) nga mga thermictors sa temperatura (PTC) Ang mga thermictors sa temperatura (PTC) Ang mga thermictors sa temperatura (PTC) nga mga thermictors sa temperatura (PTC) Ang mga thermictors sa temperatura (PTC) Ang mga thermistor sa temperatura nagdugang sa ilang pagsukol sa pagtaas sa temperatura. Sa Fig. Gipakita sa 1 ang mga kinaiya sa tubag sa tipikal nga mga thermistor sa NTC ug PTC ug gitandi kini sa mga CURS sa RTD.
Sa mga termino sa temperatura, ang kurbada sa RTD hapit Linear, ug ang sensor naglangkob sa usa ka labi ka daghan nga temperatura sa temperatura kaysa mga thermistors (kasagarang -200 ° C (850 ° C (850 ° C) tungod sa thermistor. Ang mga RTDs sagad nga gihatag sa mga nailhan nga nailhan nga mga standardized curves, samtang ang mga curves sa Theristor lainlain pinaagi sa tiggama. Atong hisgutan kini sa detalye sa seksyon sa Giya sa Pagpili sa Thermistor Pelection sa kini nga artikulo.
Ang mga thermistans gihimo gikan sa mga composite nga mga materyales, kasagaran nga mga seramik, polymers, o semiconductors (kasagaran mga metal nga oxides) ug purong metal (platinum, nikel, o tumbaga). Ang mga thermistors mahimong makit-an ang mga pagbag-o sa temperatura nga mas paspas kaysa mga RTD, nga naghatag mas paspas nga feedback. Busa, ang mga thermistor sagad nga gigamit sa mga sensor sa mga aplikasyon nga nanginahanglan gamay nga gasto, gamay nga gidak-on, pag-undang sa temperatura, mga eksepsyon sa elektronik, o mga bayad sa elektroniko, o mga bayad sa elektronik, o mga bayad sa elektronik, katuyoan. Mga aplikasyon.
Sa kadaghanan nga mga kaso, ang mga thermistor sa NTC gigamit alang sa tukma nga pagsukod sa temperatura, dili PTC thermistors. Ang pipila ka mga Thermistor sa PTC magamit nga mahimong magamit sa mga overcurrent nga mga sirkito sa pagpanalipod o ingon nga abtik nga mga piyus alang sa mga aplikasyon sa kaluwasan. Ang kurbata nga temperatura sa resistensya sa usa ka Thermistor sa PTC nagpakita sa usa ka gamay nga rehiyon sa NTC sa wala pa makaabut sa punto sa switch (o curie point), sa ibabaw niini ang pagsulud sa daghang mga pag-abut sa kadaghan sa daghang mga degree sa mga kadako sa daghang mga degree sa pag-angkon sa daghang mga degree sa mga kadako sa daghang mga degree sa mga kadako sa daghang mga degree celsius. Ubos sa mga overcurrent nga mga kahimtang, ang Thermistor sa PTC makamugna lig-on sa pagpainit sa kaugalingon kung ang temperatura sa pagbalhin milapas, ug ang pagbatok niini mobangon sa us aka sistema sa sistema, sa ingon mapugngan ang kadaot. Ang pagbalhin sa punto sa PTC thermistors kasagarang tali sa 60 ° C ug 120 ° C ug dili angay alang sa pagpugong sa mga sukod sa temperatura sa usa ka halapad nga mga aplikasyon. Ang kini nga artikulo nagpunting sa mga thermistor sa NTC, nga kasagaran magsukod o mag-monitor sa temperatura gikan sa -80 ° C hangtod + 150 ° C. Ang mga thermistors sa NTC adunay resistensya nga mga rating gikan sa pipila ka mga ohms ngadto sa 10 mω sa 25 ° C. Ingon sa gipakita sa Fig. 1, ang pagbag-o sa pagsukol sa matag degree Celsius alang sa mga thermistors labi pa nga gipahayag kaysa alang sa pagbatok sa mga thermometer. Kung itandi sa mga thermistors, ang taas nga pagkasensitibo sa thermistor nga nagpasiugda sa input nga circuitry, tungod kay ang mga thristors wala magkinahanglan nga pag-configure sa espesyal nga kable, sama sa 3-wire o 4-wire, aron mabayran ang pagsukol sa tingga. Ang laraw sa thermistor naggamit lamang usa ka yano nga 2-wire configure.
Ang taas nga katukma nga sukod sa temperatura nga nakabase sa theristore nga kinahanglan nga tukma nga pagproseso sa signal, analog-to-digital nga pagkakabig, pag-lining, ingon sa gipakita sa Fig. 2.
Bisan kung ang kadena sa signal mahimo'g yano, adunay daghang mga pagkakomplikado nga nakaapekto sa gidak-on, gasto, ug pasundayag sa tibuuk nga motherboard. Ang Porcolio sa ADF ADF ADI naglakip sa daghang mga solusyon sa integrated, sama sa AD7124-4-8, nga naghatag daghang mga blocks nga gikinahanglan alang sa usa ka aplikasyon nga gitukod. Bisan pa, adunay lainlaing mga hagit sa pagdisenyo ug pag-optimize sa mga solusyon sa pagsukod sa temperatura nga nakabase sa theristor.
Gihisgotan niini nga artikulo ang matag usa niini nga mga isyu ug naghatag mga rekomendasyon alang sa pagsulbad niini ug dugang nga pagpasimple sa proseso sa disenyo alang sa mga sistema.
Adunay usa ka halapad nga lainlain ngaNTC thermistorsSa merkado karon, mao nga ang pagpili sa husto nga thermistor alang sa imong aplikasyon mahimo'g usa ka makahadlok nga buluhaton. Timan-i nga ang mga thermistorista gilista sa ilang nominal nga kantidad, nga mao ang ilang nominal nga pagbatok sa 25 ° C. Busa, usa ka 10 Kω Theristor adunay usa ka nominal nga pagbatok sa 10 Kω sa 25 ° C. Ang mga thermistors adunay mga nominal o sukaranan nga mga kantidad sa pagbatok gikan sa pipila ka mga ohms ngadto sa 10 mω. Ang mga thermistor nga adunay mga mubu nga pagbatok sa pagbatok (nominal resistensya sa 10 Kω o dili kaayo) kasagarang suportahan ang ubos nga temperatura sa temperatura, sama sa -50 ° C hangtod + 70 ° C. Ang mga thermistor nga adunay mas taas nga mga rating sa pagbatok mahimong makapugong sa temperatura hangtod sa 300 ° C.
Ang elemento sa thermistor gihimo sa metal oxide. Magamit ang mga thermistor sa bola, radial ug smd nga porma. Ang Theristor Beads mga epoxy nga adunay sapaw o baso nga gilakip alang sa dugang nga panalipod. Ang Epoxy Coated Ball Thermistors, radial ug nawong sa mga thermistors angay alang sa temperatura hangtod sa 150 ° C. Ang mga baso nga mga thermistor sa Bead angay alang sa pagsukod sa taas nga temperatura. Ang tanan nga mga matang sa mga coatings / packaging usab nanalipod batok sa kaalyado. Ang pila ka mga therittors adunay dugang nga mga balay alang sa dugang nga panalipod sa mapintas nga mga palibot. Ang mga thermistor sa Bead adunay usa ka mas paspas nga oras sa pagtubag kaysa sa mga thermistor sa radial / SMD. Bisan pa, dili sila lig-on. Busa, ang tipo sa thermistor nga gigamit nagdepende sa end application ug sa palibot diin nahimutang ang thermistor. Ang dugay nga kalig-on sa usa ka thermistor nagdepende sa materyal niini, packaging, ug laraw. Pananglitan, ang usa ka epoxy-coated nga thermistor sa NTC mahimo nga magbag-o sa 0.2 ° C matag tuig, samtang ang usa ka selyadong thermistor nagbag-o lamang sa 0,02 ° C matag tuig.
Ang mga thermistor sa lainlaing katukma. Kasagaran ang mga standard thermistors kasagaran adunay katukma nga 0.5 ° C hangtod sa 1.5 ° C. Ang rating sa Theristor Rating ug Beta nga kantidad (ratio nga 25 ° C hangtod 50 ° C / 85 ° C) adunay pagtugot. Timan-i nga ang kantidad sa beta sa thermistor magkalainlain sa tiggama. Pananglitan, 10 Kω NTC Thermistors gikan sa lainlaing mga tiggama adunay lainlaing mga kantidad sa BEA. Alang sa mas tukma nga mga sistema, ang mga thermistor sama sa omega ™ 44xxx series mahimong magamit. Adunay sila usa ka katukma sa 0.1 ° C o 0.2 ° C sa usa ka temperatura nga 0 ° C hangtod 70 ° C. Busa, ang mga matang sa temperatura nga mahimong masukod ug ang katukma nga gikinahanglan sa kana nga temperatura nga residente nagtino kung ang mga thermistors ba angay alang sa kini nga aplikasyon. Palihug hinumdumi nga mas taas ang katukma sa omega 44xxx series, mas taas ang gasto.
Aron mabag-o ang pagsukol sa mga degree Celsius, ang kantidad sa beta sagad gigamit. Ang kantidad sa Beta gitino pinaagi sa pagkasayud sa duha nga mga puntos sa temperatura ug ang katugbang nga pagbatok sa matag punto sa temperatura.
RT1 = resistensya sa temperatura 1 RT2 = resistensya sa temperatura 2 T1 = temperatura 1 (k) T2 = K)
Gigamit sa gumagamit ang kantidad sa beta nga labing duol sa temperatura nga gigamit sa proyekto. Kadaghanan sa mga datasheet sa Theristor naglista sa usa ka kantidad sa beta kauban ang pagtugot sa pag-ila sa 25 ° C ug usa ka pagtugot alang sa kantidad sa beta.
Ang mas taas nga katukma sa mga thermistors ug taas nga pag-abut sa pagtapos sa katukma sama sa omega 44xxx series naggamit sa equation sa Steinhart-Hart aron mabag-o ang pagbatok sa mga degree celsius. Ang Equation 2 nanginahanglan sa tulo nga mga dili matag usa, B, ug C, gihatag usab sa tiggama sa sensor. Tungod kay ang mga coefficient sa equation gipamuhat gamit ang tulo nga mga puntos sa temperatura, ang sangputanan nga katumbas nagpadayag sa sayup nga gipaila pinaagi sa pag-linear (kasagaran 0.02 ° C).
A, B ug C ang mga Constant nga nakuha gikan sa tulo nga mga salakyanan sa temperatura. R = Theristor nga resistensya sa Ohms T = temperatura sa K degree
Sa Fig. 3 nagpakita sa karon nga pag-aghat sa sensor. Ang pagmaneho sa kasamtangan gipadapat sa thermistor ug parehas nga karon gipadapat sa resision resistor; Ang usa ka precision resistor gigamit ingon usa ka pakisayran alang sa pagsukod. Ang kantidad sa resistensya nga resistensya kinahanglan nga labi ka dako o katumbas sa labing taas nga kantidad sa pagsukol sa thermistor (depende sa labing ubos nga temperatura nga gisukod sa sistema).
Kung gipili ang excititation karon, ang labing taas nga pagsukol sa thermistor kinahanglan nga tagdon pag-usab. Gisiguro niini nga ang boltahe sa tibuuk nga sensor ug ang reference resistor kanunay sa usa ka lebel nga gidawat sa mga elektronik. Ang kapatagan karon nga gigikanan nanginahanglan pipila ka headroom o output nga katugbang. Kung ang thermistor adunay usa ka taas nga pagbatok sa labing ubos nga sukod nga temperatura, kini moresulta sa usa ka kaayo nga ubos nga drive karon. Busa, ang boltahe nga gihimo sa tibuuk nga thermistor sa taas nga temperatura gamay ra. Ang mga programmable ganansya nga magamit magamit aron ma-optimize ang pagsukod sa kini nga mga signal sa ubos nga lebel. Bisan pa, ang ganansya kinahanglan nga giprograma nga dinamikong tungod kay ang lebel sa signal gikan sa thermistor magkalainlain sa temperatura.
Ang usa pa nga kapilian mao ang pagpahimutang sa ganansya apan paggamit sa dinamikong drive current. Busa, ingon nga ang lebel sa signal gikan sa mga pagbag-o sa thermistor, ang pagmaneho karon nga kantidad nagbag-o nga ang boltahe nga naugmad sa thermistor sa sulod sa electronic nga aparato. Kinahanglan nga sigurohon sa tiggamit nga ang boltahe nga naugmad sa tibuuk nga resistensya mao usab ang usa ka lebel nga madawat sa mga elektronik. Ang duha nga kapilian nanginahanglan usa ka taas nga lebel sa pagpugong, kanunay nga pag-monitor sa boltahe sa tibuuk nga thermistor aron masukod sa mga elektronika ang signal. Adunay usa ka dali nga kapilian? Tagda ang excititation sa boltahe.
Kung ang boltahe sa DC gipadapat sa thermistor, ang kasamtangang pinaagi sa thermistor awtomatikong mga timbangan ingon nga mga pagbag-o sa thermistor. Karon, nga gigamit ang usa ka katukma nga pagsukod sa resistensya imbis sa usa ka resistensya nga resistensya, ang katuyoan niini mao ang pagkalkulo sa kasamtangan nga nagaagay sa thermistor, busa gitugotan ang pag-undang sa thermistor nga makalkula. Tungod kay ang boltahe sa pag-drive gigamit usab nga signal sa pakisayran sa ADC, wala'y kinahanglan nga yugto nga gikinahanglan. Ang processor wala'y trabaho sa pag-monitor sa thermistor boltahe, pagtino kung ang lebel sa signal mahimong sukdon sa mga elektronik, ug gikonsiderar kung unsa ang kantidad sa pagmaneho / karon nga kantidad nga kinahanglan i-adjust. Kini ang pamaagi nga gigamit sa kini nga artikulo.
Kung ang thermistor adunay usa ka gamay nga rating sa pagsukol ug resistensya sa range, boltahe o karon nga pag-ayo mahimong magamit. Sa kini nga kaso, ang drive nga karon ug ang ganansya mahimong matul-id. Sa ingon, ang circuit mahimo nga gipakita sa Figure 3. Kini nga pamaagi sayon sa kana posible nga makontrol ang kasamtangang pinaagi sa sensor ug resistensya nga adunay mga aplikasyon sa kuryente. Dugang pa, ang pagpainit sa kaugalingon sa thermistor gipamubu.
Ang pag-expitation sa boltahe mahimo usab nga magamit alang sa mga thermistor nga adunay mga mubu nga rating sa pagbatok. Bisan pa, ang tiggamit kinahanglan kanunay nga sigurohon nga ang karon pinaagi sa sensor dili kaayo taas alang sa sensor o aplikasyon.
Ang pag-uswag sa boltahe nagpasimple sa pagpatuman sa paggamit sa usa ka thermistor nga adunay usa ka dako nga rating sa pagsukol ug usa ka halapad nga range sa temperatura. Ang labi ka labi nga resistensya sa nominal naghatag usa ka madawat nga lebel sa marka nga karon. Bisan pa, ang mga tigdesinyo kinahanglan nga masiguro nga ang kasamtangan naa sa usa ka madawat nga lebel sa tibuuk nga temperatura nga gisuportahan sa aplikasyon.
Ang Sigma-Delta Adcs nagtanyag daghang mga bentaha kung nagdesinyo sa usa ka sistema sa pagsukod sa thermistor. Una, tungod kay ang Sigma-Delta AdC nag-resample sa input input, external nga pagsala nga gitipigan sa usa ka minimum ug ang bugtong kinahanglanon usa ka yano nga filter sa RC. Naghatag sila kadali sa pagka-flexible sa filter type ug output moud rate. Ang gitukod nga digital filter mahimong magamit aron mapugngan ang bisan unsang pagpanghilabot sa mga mains nga gipadagan sa mga aparato. Ang 24-Bit nga mga aparato sama sa AD7124-4 / AD7124-8 adunay bug-os nga resolusyon hangtod sa 21.7 bits, mao nga naghatag sila og taas nga resolusyon.
Ang paggamit sa usa ka Sigma-Delta AdC nga labing nagpayani sa laraw sa thermistor samtang pagkunhod sa detalye, gasto sa sistema, board wanang, ug oras sa merkado.
Gigamit sa kini nga artikulo ang AD7124-4 / AD7124-8 ingon nga sila mga ubos nga kasaba, ubos karon nga mga ADC-in sa PGA, gitukod nga pag-input, ug reperensya sa buffer, ug reperensya
Bisag unsa ang imong gigamit nga drive nga drive o drive nga boltahe, girekomenda ang pag-configure sa ratiometric diin ang boltahe sa reperensya ug sensor boltahe nga gikan sa parehas nga gigikanan sa drive. Kini nagpasabut nga ang bisan unsang pagbag-o sa tinubdan sa excititation dili makaapekto sa katukma sa pagsukod.
Sa Fig. 5 Gipakita ang kanunay nga drive karon alang sa Theristor ug Facision Resetor, ang boltahe nga naugmad sa tibuuk nga boltahe alang sa pagsukod sa thermistor.
Ang kapatagan karon dili kinahanglan nga tukma ug mahimong dili kaayo lig-on samtang ang bisan unsang mga sayup sa kapatagan karon pagawagtang sa kini nga pagsasaayos. Kasagaran, ang karon nga pag-uswag gipalabi sa pag-expecitation sa boltahe tungod sa labing maayo nga pagkontrol sa pagkasensitibo ug labi ka maayo nga resistensya sa kasaba kung ang Sensor nahimutang sa mga hilit nga lokasyon. Ang kini nga matang sa pamaagi sa bias kasagaran nga gigamit alang sa mga RTDs o mga thermistor nga adunay mga kantidad sa pagbatok sa ubos. Bisan pa, alang sa usa ka thermistor nga adunay mas taas nga kantidad sa pagbatok ug mas taas nga pagkasensitibo, ang lebel sa signal nga gihimo sa matag pagbag-o sa temperatura mahimong labi ka daghan, busa gigamit ang excucitation sa temperatura. Pananglitan, ang usa ka 10 Kω Theristor adunay resistensya sa 10 Kω sa 25 ° C. Sa -50 ° C, ang pagsukol sa NTC Thermistor mao ang 441.117 Kω. Ang minimum nga drive karon nga 50 μUA nga gihatag sa ad71244- AD7124-8 Naghimo 441.117 Kω × 50 μa 1 v, nga labi ka taas nga magamit nga mga adcs nga gigamit sa kini nga lugar nga gigamit. Ang mga thermistor sagad nga konektado o nahimutang duol sa mga elektronik, busa ang resistensya sa pagmaneho karon dili kinahanglan.
Ang pagdugang sa usa ka pagsukol nga resistensya sa serye ingon usa ka boltahe divider circuit maglimite sa karon pinaagi sa thermistor sa labing gamay nga kantidad sa pagbatok niini. In this configuration, the value of the sense resistor RSENSE must be equal to the value of the thermistor resistance at a reference temperature of 25°C, so that the output voltage will be equal to the midpoint of the reference voltage at its nominal temperature of 25°CC Similarly, if a 10 kΩ thermistor with a resistance of 10 kΩ at 25°C is used, RSENSE should be 10 kΩ. Ingon nga ang mga pagbag-o sa temperatura, ang pagbag-o sa NTC Thermistor nagbag-o usab, ug ang ratio sa drive nga boltahe sa tibuuk nga thermistor usab ang nagbag-o sa resistensya sa NTC Thermistor.
Kung ang napili nga pakisayran sa boltahe nga gigamit sa gahum sa thermistor ug / o ang RSENT nagtapos sa ADC Reference Commency Sercherment (Figure 7) aron ang bisan unsang scaroretric nga pagsukod sa Ratiometric (Figure 7) aron makuha ang ratict volicage nga gigikanan sa ratioometric.
Timan-i nga ang bisan unsang resistensya sa sense (driven sa boltahe) o ang reperensya nga resistensya (karon nga gimaneho) kinahanglan nga makaapekto sa katukma sa tibuuk nga sistema.
Kung gigamit ang daghang mga thermistor, usa ka boltahe sa pag-ayo mahimong magamit. Bisan pa, ang matag thermistor kinahanglan adunay kaugalingon nga katukma nga pagsukol niini nga resistensya, ingon sa gipakita sa Fig. 8. Ang lain nga kapilian mao ang paggamit sa usa ka external nga multiplexer o low-resistensya nga switch sa sa Estado, nga nagtugot sa pagpaambit sa usa ka katukma nga pagsukol nga resistensya. Uban sa kini nga pagsasaayos, ang matag thermistor nanginahanglan pipila ka oras sa paghusay kung gisukod.
In summary, when designing a thermistor-based temperature measurement system, there are many questions to consider: sensor selection, sensor wiring, component selection trade-offs, ADC configuration, and how these various variables affect the overall accuracy of the system. Ang sunod nga artikulo sa kini nga serye nagpatin-aw kung giunsa pag-optimize ang disenyo sa imong sistema ug kinatibuk-ang badyet sa sayup sa sistema aron makab-ot ang imong target nga pasundayag.
Post Oras: Sep-30-2022