W przypadku tysięcy typów termistorów wybór może nastręczać spore trudności. W tym artykule technicznym przedstawię kilka ważnych parametrów, o których należy pamiętać przy wyborze termistora, zwłaszcza gdy chcesz użyć dwóch powszechnie używanych typów termistorów do wykrywania temperatury Rezystor lub termistor liniowy na bazie krzemu.
Termistory NTC są szeroko stosowane ze względu na ich niską cenę, ale zapewniają niską dokładność w ekstremalnych temperaturach. Termistory liniowe na bazie krzemu w czujniku ultradźwiękowym mogą zapewnić lepszą wydajność i większą dokładność w szerszym zakresie temperatur, ale zwykle ich cena jest wyższa. Następnie przedstawimy, że inne termistory liniowe dostępne na rynku mogą zapewnić bardziej opłacalne opcje o wysokiej wydajności, które pomogą rozwiązać szeroki zakres potrzeb w zakresie wykrywania temperatury bez zwiększania całkowitego kosztu rozwiązania.
Wybór termistora odpowiedniego do Twojego zastosowania będzie zależał od wielu parametrów, takich jak:
• Koszty zestawienia materiałów (BOM).
• Tolerancja rezystancji.
• Punkty kalibracyjne.
• Czułość (zmiana rezystancji na stopień Celsjusza).
• Samonagrzewanie i dryf czujnika.
Koszt BOM Sam termistor nie jest drogi. Ponieważ są dyskretne, spadek ich napięcia można zmieniać za pomocą dodatkowych obwodów. Na przykład, jeśli używasz nieliniowego termistora NTC i chcesz uzyskać liniowy spadek napięcia na urządzeniu, możesz dodać dodatkowe rezystory, aby osiągnąć tę funkcję. Jednakże inną alternatywą, która może obniżyć całkowity koszt BOM i rozwiązania, jest zastosowanie termistora liniowego, który zapewnia wymagany spadek napięcia. Dobra wiadomość jest taka, że dzięki naszej nowej serii termistorów liniowych. Oznacza to, że inżynierowie mogą uprościć projekt, obniżyć koszty systemu i zmniejszyć rozmiar układu płytki drukowanej (PCB) o co najmniej 33%.
Tolerancja rezystancji Termistory są klasyfikowane według ich tolerancji rezystancji w temperaturze 25 ° C, ale nie wyjaśnia to całkowicie, jak zmieniają się wraz z temperaturą. Możesz użyć minimalnych, typowych i maksymalnych wartości rezystancji podanych w tabeli rezystancji i temperatury urządzenia (RT) w narzędziu projektowym lub arkuszu danych, aby obliczyć tolerancję dla odpowiedniego, określonego zakresu temperatur.
Aby zilustrować różnice w tolerancji w zależności od technologii termistorów, porównajmy NTC i nasz termistor na bazie krzemu na bazie TMP61, oba mają nominalną tolerancję rezystancji ± 1%. Rysunek 1 pokazuje, że gdy temperatura odbiega od 25°C, tolerancja rezystancji obu urządzeń wzrośnie, ale w ekstremalnych temperaturach będzie między nimi duża różnica. Ważne jest, aby obliczyć tę różnicę, aby móc wybrać urządzenia, które zachowują niską tolerancję w odpowiednim zakresie temperatur.
Punkt kalibracji
Nie wiadomo, czy położenie termistora w granicach tolerancji rezystancji zmniejszy wydajność systemu, ponieważ potrzebny jest większy zakres błędu. Kalibracja wskaże oczekiwaną wartość rezystancji, co może pomóc w znacznym zmniejszeniu zakresu błędów. Jest to jednak dodatkowy etap procesu produkcyjnego, dlatego kalibracja powinna być przeprowadzana na jak najniższym poziomie.
Liczba punktów kalibracyjnych zależy od rodzaju użytego termistora i zakresu temperatur aplikacji. W przypadku wąskich zakresów temperatur dla większości termistorów odpowiedni jest jeden punkt kalibracji. W przypadku zastosowań wymagających szerokiego zakresu temperatur istnieją dwie możliwości: 1) trzykrotne użycie kalibracji NTC (wynika to z ich małej czułości w ekstremalnych temperaturach i dużej tolerancji rezystancji) lub 2) zastosowanie liniowej termicznej na bazie krzemu. Rezystancja jest kalibrowana raz, co jest stabilniejsze niż NTC.
Wrażliwość
Kiedy przetwornik ultradźwiękowy 200 kHz próbuje uzyskać dobrą dokładność termistora, duża zmiana rezystancji (czułości) na stopień Celsjusza jest tylko jednym z problemów. Jeśli jednak w oprogramowaniu nie uzyskasz prawidłowej wartości rezystancji poprzez kalibrację lub wybór termistora o niskiej tolerancji rezystancji, większa czułość nie pomoże.
Ponieważ wartość rezystancji NTC maleje wykładniczo, ma on wyjątkowo wysoką czułość w niskich temperaturach, ale wraz ze wzrostem temperatury czułość gwałtownie spada. Czułość termistora liniowego na bazie krzemu nie jest tak wysoka jak termistora NTC, dzięki czemu może wykonywać stabilne pomiary w całym zakresie temperatur. Wraz ze wzrostem temperatury czułość termistora liniowego na bazie krzemu zwykle przekracza czułość NTC przy około 60 ° C.
Samonagrzewanie i dryf czujnika
Termistor przetwornika ultradźwiękowego czujnika wiatru rozprasza energię w postaci ciepła, co wpływa na dokładność pomiaru. Ilość wydzielanego ciepła zależy od wielu parametrów, m.in. od składu materiału i prądu przepływającego przez urządzenie. Dryft czujnika to wielkość dryftu termistora w czasie. Zwykle w karcie katalogowej podany jest test przyspieszonej żywotności, określony jako procentowa zmiana wartości rezystancji. Jeśli Twoje zastosowanie wymaga długiej żywotności oraz stałej czułości i dokładności, wybierz termistor o niskim samonagrzewaniu i małym dryfie czujnika.
Kiedy więc należy użyć krzemowego termistora liniowego, takiego jak TMP61, na NTC?
Patrząc na tabelę 1, można zauważyć, że przy tej samej cenie termistory liniowe na bazie krzemu mogą zyskać na liniowości i stabilności w prawie każdej sytuacji w określonym zakresie temperatur roboczych termistorów liniowych na bazie krzemu. Termistory liniowe na bazie krzemu są również dostępne w wersjach komercyjnych i samochodowych oraz w obudowach do montażu powierzchniowego NTC o ogólnym standardzie 0402 i 0603.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd jest profesjonalnym producentem ceramiki piezoelektrycznej i przetworników ultradźwiękowych, zajmującym się technologią ultradźwiękową i zastosowaniami przemysłowymi.
