Wanneer we te maken krijgen met duizenden thermistortypen, kan de selectie aanzienlijke problemen veroorzaken. In dit technische artikel laat ik u kennismaken met enkele belangrijke parameters waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van een thermistor, vooral als u twee veelgebruikte thermistortypen wilt gebruiken voor temperatuurdetectie: een weerstand of een op silicium gebaseerde lineaire thermistor.
NTC-thermistors worden veel gebruikt vanwege hun lage prijs, maar bieden een lage nauwkeurigheid bij extreme temperaturen. Op silicium gebaseerde lineaire thermistors van een ultrasone transducersensor kunnen betere prestaties en hogere nauwkeurigheid bieden in een breder temperatuurbereik, maar meestal is hun prijs hoger. Hierna zullen we introduceren dat andere lineaire thermistors op de markt kosteneffectievere, hoogwaardige opties kunnen bieden om een breed scala aan temperatuurdetectiebehoeften op te lossen zonder de totale kosten van de oplossing te verhogen.
Welke thermistor geschikt is voor uw toepassing hangt af van vele parameters, zoals:
• Kosten van stuklijsten (BOM).
• Weerstandstolerantie.
• Kalibratiepunten.
• Gevoeligheid (verandering in weerstand per graad Celsius).
• Zelfverhitting en sensordrift.
Stuklijstkosten De thermistor zelf is niet duur. Omdat ze discreet zijn, kan hun spanningsval worden gewijzigd door gebruik te maken van extra circuits. Als u bijvoorbeeld een niet-lineaire NTC-thermistor gebruikt en u een lineaire spanningsval over het apparaat wilt, kunt u ervoor kiezen om extra weerstanden toe te voegen om deze functie te helpen bereiken. Een ander alternatief dat de totale kosten van de stuklijst en de oplossing kan verlagen, is echter het gebruik van een lineaire thermistor die voor de vereiste spanningsval zorgt. Het goede nieuws is dat met onze nieuwe lineaire thermistorserie. Dit betekent dat ingenieurs het ontwerp kunnen vereenvoudigen, de systeemkosten kunnen verlagen en de lay-outgrootte van de printplaat (PCB) met minstens 33% kunnen verkleinen.
Weerstandstolerantie Thermistoren worden geclassificeerd op basis van hun weerstandstolerantie bij 25 ° C, maar dit verklaart niet volledig hoe ze veranderen met de temperatuur. U kunt de minimale, typische en maximale weerstandswaarden gebruiken die u vindt in de apparaatweerstands- en temperatuurtabel (RT) in de ontwerptool of het gegevensblad om de tolerantie voor het relevante specifieke temperatuurbereik te berekenen.
Om te illustreren hoe de tolerantie varieert met de thermistortechnologie, vergelijken we NTC en onze op TMP61 gebaseerde, op silicium gebaseerde thermistor, die beide een nominale weerstandstolerantie van ± 1% hebben. Figuur 1 illustreert dat wanneer de temperatuur afwijkt van 25°C, de weerstandstolerantie van beide apparaten toeneemt, maar dat er bij extreme temperaturen een groot verschil tussen de twee zal zijn. Het is belangrijk om dit verschil te berekenen, zodat u apparaten kunt selecteren die een lage tolerantie handhaven over het relevante temperatuurbereik.
Kalibratiepunt
Het is niet bekend dat de positie van de thermistor binnen de weerstandstolerantie de systeemprestaties zal verminderen, omdat u een groter foutbereik nodig heeft. Kalibratie vertelt u de verwachte weerstandswaarde, waardoor u het foutbereik aanzienlijk kunt verkleinen. Dit is echter een extra stap in het productieproces, dus de kalibratie moet zo laag mogelijk worden gehouden.
Het aantal kalibratiepunten is afhankelijk van het gebruikte type thermistor en het temperatuurbereik van de toepassing. Voor smalle temperatuurbereiken is één kalibratiepunt geschikt voor de meeste thermistors. Voor toepassingen die een breed temperatuurbereik vereisen, heeft u twee opties: 1) gebruik driemaal NTC-kalibratie (dit komt door hun lage gevoeligheid bij extreme temperaturen en hoge weerstandstolerantie), of 2) gebruik op silicium gebaseerde lineaire thermische weerstand. De weerstand wordt één keer gekalibreerd, wat stabieler is dan NTC.
Gevoeligheid
Wanneer een ultrasone transducer van 200 KHz een goede nauwkeurigheid probeert te verkrijgen uit een thermistor, is een grote verandering in weerstand (gevoeligheid) per graad Celsius slechts één van de problemen. Tenzij u echter de juiste weerstandswaarde in de software verkrijgt door een thermistor met een lage weerstandstolerantie te kalibreren of te selecteren, zal een grotere gevoeligheid niet helpen.
Omdat de NTC-weerstandswaarde exponentieel afneemt, heeft deze een extreem hoge gevoeligheid bij lage temperaturen, maar naarmate de temperatuur stijgt, zal de gevoeligheid sterk dalen. De gevoeligheid van een lineaire thermistor op basis van silicium is niet zo hoog als die van NTC, waardoor hij stabiele metingen kan uitvoeren over het gehele temperatuurbereik. Naarmate de temperatuur stijgt, overschrijdt de gevoeligheid van een op silicium gebaseerde lineaire thermistor gewoonlijk de gevoeligheid van NTC bij ongeveer 60 ° C.
Zelfverhitting en sensordrift
De thermistor van de ultrasone windsensortransducer dissipeert energie in de vorm van warmte, wat de meetnauwkeurigheid beïnvloedt. De hoeveelheid warmte die wordt afgevoerd, is afhankelijk van veel parameters, waaronder de materiaalsamenstelling en de stroom die door het apparaat vloeit. Sensordrift is de hoeveelheid thermistordrift in de loop van de tijd, en meestal wordt de versnelde levensduurtest gegeven door de procentuele verandering in weerstandswaarde gespecificeerd in het gegevensblad. Als uw toepassing een lange levensduur en consistente gevoeligheid en nauwkeurigheid vereist, kies dan een thermistor met lage zelfverhitting en kleine sensordrift.
Dus, wanneer moet je een lineaire siliciumthermistor zoals TMP61 op NTC gebruiken?
Als u naar Tabel 1 kijkt, ziet u dat op silicium gebaseerde lineaire thermistors voor dezelfde prijs kunnen profiteren van hun lineariteit en stabiliteit in vrijwel elke situatie binnen het gespecificeerde bedrijfstemperatuurbereik van op silicium gebaseerde lineaire thermistors. Op silicium gebaseerde lineaire thermistors zijn ook verkrijgbaar in commerciële en automobielversies, en zijn verkrijgbaar in NTC algemene standaard 0402- en 0603-pakketten voor opbouwmontage.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd is een professionele fabrikant van piëzo-elektrische keramiek en ultrasone transducers, gewijd aan ultrasone technologie en industriële toepassingen.
