Kada se suočite s tisućama tipova termistora, odabir može uzrokovati značajne poteškoće. U ovom tehničkom članku upoznat ću vas s nekim važnim parametrima koje morate imati na umu pri odabiru termistora, posebno kada želite koristiti dvije najčešće korištene vrste termistora za mjerenje temperature Otpornik ili linearni termistor na bazi silicija.
NTC termistori naširoko se koriste zbog svoje niske cijene, ali pružaju nisku točnost pri ekstremnim temperaturama. Linearni termistori ultrazvučnog pretvorničkog senzora na bazi silicija mogu pružiti bolju izvedbu i veću točnost u širem temperaturnom rasponu, ali obično je njihova cijena viša. U nastavku ćemo predstaviti da drugi linearni termistori na tržištu mogu ponuditi isplativije opcije visokih performansi za rješavanje širokog raspona potreba za senzorima temperature bez povećanja ukupne cijene rješenja.
Termistor prikladan za vašu primjenu ovisit će o mnogim parametrima, kao što su:
• Troškovi popisa materijala (BOM).
• Tolerancija otpora.
• Kalibracijske točke.
• Osjetljivost (promjena otpora po stupnju Celzijusa).
• Samozagrijavanje i pomak senzora.
BOM trošak Sam termistor nije skup. Budući da su diskretni, njihov pad napona može se promijeniti korištenjem dodatnih krugova. Na primjer, ako koristite nelinearni NTC termistor i želite linearni pad napona na uređaju, možete odabrati dodavanje dodatnih otpornika kako biste postigli ovu značajku. Međutim, druga alternativa koja može smanjiti ukupne troškove BOM-a i rješenja je korištenje linearnog termistora koji osigurava potreban pad napona. Dobra vijest je da s našom novom serijom linearnih termistora. To znači da inženjeri mogu pojednostaviti dizajn, smanjiti troškove sustava i smanjiti veličinu tiskane ploče (PCB) za najmanje 33%.
Tolerancija otpora Termistori se klasificiraju prema njihovoj toleranciji otpora na 25 °C, ali to ne objašnjava u potpunosti kako se mijenjaju s temperaturom. Možete koristiti minimalne, tipične i maksimalne vrijednosti otpora navedene u tablici otpora uređaja i temperature (RT) u alatu za projektiranje ili podatkovnoj tablici za izračun tolerancije za relevantni specifični temperaturni raspon.
Da bismo ilustrirali kako tolerancija varira s tehnologijom termistora, usporedimo NTC i naš termistor temeljen na siliciju baziran na TMP61, a oba imaju nominalnu toleranciju otpora od ± 1%. Slika 1 ilustrira da kada temperatura odstupa od 25°C, tolerancija otpora oba uređaja će se povećati, ali će postojati velika razlika između njih na ekstremnim temperaturama. Važno je izračunati ovu razliku kako biste mogli odabrati uređaje koji održavaju nisku toleranciju u relevantnom temperaturnom rasponu.
Kalibracijska točka
Nije poznato da će položaj termistora unutar njegove tolerancije otpora smanjiti performanse sustava jer vam je potreban veći raspon pogreške. Kalibracija će vam reći očekivanu vrijednost otpora, što vam može pomoći da znatno smanjite raspon pogreške. Međutim, ovo je dodatni korak u proizvodnom procesu, pa bi kalibracija trebala biti što niža.
Broj kalibracijskih točaka ovisi o vrsti korištenog termistora i temperaturnom rasponu primjene. Za uska temperaturna područja, jedna kalibracijska točka je prikladna za većinu termistora. Za aplikacije koje zahtijevaju širok temperaturni raspon, imate dvije mogućnosti: 1) upotrijebite NTC kalibraciju tri puta (to je zbog njihove niske osjetljivosti na ekstremnim temperaturama i visoke tolerancije otpora) ili 2) upotrijebite linearnu toplinu na bazi silicija Otpor se kalibrira jednom, što je stabilnije od NTC-a.
Osjetljivost
Kada ultrazvučni pretvarač od 200 KHz pokušava postići dobru točnost od termistora, velika promjena otpora (osjetljivosti) po stupnju Celzija samo je jedan od problema. Međutim, osim ako ne dobijete točnu vrijednost otpora u softveru kalibracijom ili odabirom termistora s niskom tolerancijom otpora, veća osjetljivost neće pomoći.
Budući da vrijednost NTC otpora opada eksponencijalno, ima izuzetno visoku osjetljivost na niskim temperaturama, ali kako temperatura raste, osjetljivost će naglo pasti. Osjetljivost linearnog termistora na bazi silicija nije tako visoka kao kod NTC-a, tako da može izvoditi stabilna mjerenja u cijelom temperaturnom rasponu. Kako temperatura raste, osjetljivost linearnog termistora na bazi silicija obično prelazi osjetljivost NTC-a na oko 60 °C.
Samozagrijavanje i pomicanje senzora
Termistor ultrazvučnog pretvarača senzora vjetra rasipa energiju u obliku topline, što utječe na njegovu točnost mjerenja. Količina raspršene topline ovisi o mnogim parametrima, uključujući sastav materijala i struju koja teče kroz uređaj. Pomak senzora je količina pomaka termistora tijekom vremena, a obično je test ubrzanog vijeka dobiven postotkom promjene vrijednosti otpora naveden u podatkovnoj tablici. Ako vaša aplikacija zahtijeva dug radni vijek i stalnu osjetljivost i točnost, odaberite termistor s niskim samozagrijavanjem i malim pomakom senzora.
Dakle, kada biste trebali koristiti silikonski linearni termistor kao što je TMP61 na NTC?
Gledajući tablicu 1, možete vidjeti da uz istu cijenu, linearni termistori na bazi silicija mogu imati koristi od svoje linearnosti i stabilnosti u gotovo svakoj situaciji unutar navedenog raspona radne temperature linearnih termistora na bazi silicija. Linearni termistori na bazi silicija također su dostupni u komercijalnim i automobilskim verzijama, a dostupni su u NTC općem standardu za površinsku montažu 0402 i 0603 paketa.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd profesionalni je proizvođač piezoelektrične keramike i ultrazvučnih sondi, posvećen ultrazvučnoj tehnologiji i industrijskim primjenama.
