Když se setkáte s tisíci typy termistorů, výběr může způsobit značné potíže. V tomto technickém článku vás seznámím s některými důležitými parametry, které je třeba mít na paměti při výběru termistoru, zejména pokud chcete použít dva běžně používané typy termistorů pro snímání teploty Rezistor nebo lineární termistor na bázi křemíku.
NTC termistory jsou široce používány kvůli jejich nízké ceně, ale poskytují nízkou přesnost při extrémních teplotách. Lineární termistory ultrazvukového snímače na bázi křemíku mohou poskytovat lepší výkon a vyšší přesnost v širším teplotním rozsahu, ale obvykle je jejich cena vyšší. Dále si představíme, že další lineární termistory na trhu mohou poskytnout cenově výhodnější možnosti vysokého výkonu, které pomohou vyřešit širokou škálu potřeb snímání teploty bez zvýšení celkových nákladů na řešení.
Termistor vhodný pro vaši aplikaci bude záviset na mnoha parametrech, jako jsou:
• Náklady na kusovník (BOM).
• Tolerance odporu.
• Kalibrační body.
• Citlivost (změna odporu na stupeň Celsia).
• Samozahřívání a drift snímače.
Náklady na kusovník Samotný termistor není drahý. Protože jsou diskrétní, lze jejich úbytek napětí měnit pomocí přídavných obvodů. Pokud například používáte nelineární termistor NTC a chcete lineární pokles napětí na zařízení, můžete se rozhodnout přidat další odpory, které vám pomohou dosáhnout této funkce. Další alternativou, která může snížit celkové náklady na kusovník a řešení, je však použití lineárního termistoru, který zajistí požadovaný úbytek napětí. Dobrou zprávou je, že s naší novou řadou lineárních termistorů. To znamená, že inženýři mohou zjednodušit návrh, snížit systémové náklady a zmenšit velikost rozložení desky s plošnými spoji (PCB) nejméně o 33 %.
Tolerance odporu Termistory jsou klasifikovány podle jejich tolerance odporu při 25 °C, ale to zcela nevysvětluje, jak se mění s teplotou. Pro výpočet tolerance pro příslušný konkrétní teplotní rozsah můžete použít minimální, typické a maximální hodnoty odporu uvedené v tabulce odporu a teploty zařízení (RT) v nástroji pro návrh nebo v datovém listu.
Abychom ilustrovali, jak se tolerance mění s termistorovou technologií, porovnejme NTC a náš křemíkový termistor na bázi TMP61, přičemž oba mají nominální toleranci odporu ± 1 %. Obrázek 1 ilustruje, že když se teplota odchýlí od 25 °C, tolerance odporu obou zařízení se zvýší, ale při extrémních teplotách bude mezi nimi velký rozdíl. Je důležité vypočítat tento rozdíl, abyste mohli vybrat zařízení, která udržují nízkou toleranci v příslušném teplotním rozsahu.
Kalibrační bod
Není známo, že poloha termistoru v rámci tolerance odporu sníží výkon systému, protože potřebujete větší rozsah chyb. Kalibrace vám sdělí očekávanou hodnotu odporu, což vám může pomoci výrazně snížit rozsah chyb. Toto je však dodatečný krok ve výrobním procesu, takže kalibrace by měla být co nejnižší.
Počet kalibračních bodů závisí na typu použitého termistoru a teplotním rozsahu aplikace. Pro úzké teplotní rozsahy je pro většinu termistorů vhodný jeden kalibrační bod. Pro aplikace, které vyžadují široký teplotní rozsah, máte dvě možnosti: 1) třikrát použít kalibraci NTC (to je způsobeno jejich nízkou citlivostí při extrémních teplotách a vysokou tolerancí odporu), nebo 2) použít lineární teplotní odpor na bázi křemíku Odpor je kalibrován jednou, což je stabilnější než NTC.
Citlivost
Když se ultrazvukový převodník 200 kHz snaží získat dobrou přesnost z termistoru, velká změna odporu (citlivosti) na stupeň Celsia je jen jedním z problémů. Pokud však nezískáte správnou hodnotu odporu v softwaru kalibrací nebo výběrem termistoru s nízkou tolerancí odporu, větší citlivost nepomůže.
Protože hodnota odporu NTC klesá exponenciálně, má extrémně vysokou citlivost při nízkých teplotách, ale s rostoucí teplotou citlivost prudce klesá. Citlivost lineárního termistoru na bázi křemíku není tak vysoká jako u NTC, takže může provádět stabilní měření v celém rozsahu teplot. Jak teplota stoupá, citlivost lineárního termistoru na bázi křemíku obvykle převyšuje citlivost NTC při asi 60 °C.
Samozahřívání a drift snímače
Termistor ultrazvukového snímače větru odvádí energii ve formě tepla, což ovlivňuje jeho přesnost měření. Množství odváděného tepla závisí na mnoha parametrech, včetně materiálového složení a proudu protékajícího zařízením. Posun snímače je velikost posunu termistoru v průběhu času a obvykle je zrychlený test životnosti daný procentuální změnou hodnoty odporu specifikován v datovém listu. Pokud vaše aplikace vyžaduje dlouhou životnost a konzistentní citlivost a přesnost, zvolte termistor s nízkým samozahříváním a malým driftem snímače.
Kdy byste tedy měli použít křemíkový lineární termistor jako TMP61 na NTC?
Při pohledu na tabulku 1 můžete zjistit, že za stejnou cenu mohou lineární termistory na bázi křemíku těžit ze své linearity a stability téměř v jakékoli situaci v rámci specifikovaného rozsahu provozních teplot lineárních termistorů na bázi křemíku. Lineární termistory na bázi křemíku jsou také dostupné v komerčních a automobilových verzích a jsou k dispozici v balíčcích pro povrchovou montáž NTC obecných standardů 0402 a 0603.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd je profesionální výrobce piezoelektrické keramiky a ultrazvukových měničů, který se věnuje ultrazvukové technologii a průmyslovým aplikacím.
