Коли ви стикаєтеся з тисячами типів термісторів, вибір може викликати значні труднощі. У цій технічній статті я познайомлю вас із деякими важливими параметрами, про які слід пам’ятати, вибираючи термістор, особливо якщо ви хочете використовувати два типи термісторів, які зазвичай використовуються для вимірювання температури: резистор або лінійний термістор на основі кремнію.
NTC термістори широко використовуються через їх низьку ціну, але вони забезпечують низьку точність при екстремальних температурах. Лінійні термістори на основі кремнію ультразвукового датчика перетворювача можуть забезпечити кращу продуктивність і вищу точність у ширшому діапазоні температур, але зазвичай їхня ціна вища. Далі ми представимо, що інші лінійні термістори на ринку можуть надати більш рентабельні варіанти високої продуктивності, щоб допомогти вирішити широкий спектр потреб вимірювання температури без збільшення загальної вартості рішення.
Термістор, який підходить для вашого застосування, залежатиме від багатьох параметрів, таких як:
• Вартість матеріалів (BOM).
• Толерантність до опору.
• Точки калібрування.
• Чутливість (зміна опору на градус Цельсія).
• Самонагрівання та дрейф датчика.
Вартість специфікації Термістор сам по собі не дорогий. Оскільки вони дискретні, їх падіння напруги можна змінити за допомогою додаткових схем. Наприклад, якщо ви використовуєте нелінійний термістор NTC і бажаєте лінійне падіння напруги на пристрої, ви можете додати додаткові резистори, щоб досягти цієї функції. Однак іншою альтернативою, яка може зменшити загальну вартість BOM і рішення, є використання лінійного термістора, який забезпечує необхідне падіння напруги. Хороша новина полягає в тому, що з нашою новою серією лінійних термісторів. Це означає, що інженери можуть спростити конструкцію, знизити витрати на систему та зменшити розмір компонування друкованої плати (PCB) щонайменше на 33%.
Допуск на опір Термістори класифікуються відповідно до їх допуску на опір при 25 °C, але це не повністю пояснює, як вони змінюються з температурою. Ви можете використовувати мінімальні, типові та максимальні значення опору, наведені в таблиці опору пристрою та температури (RT) у інструменті проектування або в таблиці даних, щоб обчислити допуск для відповідного конкретного діапазону температур.
Щоб проілюструвати, як допуск змінюється залежно від термісторної технології, давайте порівняємо NTC і наш кремнієвий термістор на основі TMP61, обидва з яких мають номінальний допуск опору ± 1%. На малюнку 1 показано, що коли температура відхиляється від 25°C, толерантність обох пристроїв до опору зростатиме, але при екстремальних температурах між ними буде велика різниця. Важливо розрахувати цю різницю, щоб ви могли вибрати пристрої, які зберігають низький допуск у відповідному діапазоні температур.
Точка калібрування
Невідомо, що положення термістора в межах допустимого опору знизить продуктивність системи, оскільки вам потрібен більший діапазон помилок. Калібрування покаже вам очікуване значення опору, що може допомогти вам значно зменшити діапазон помилок. Однак це додатковий крок у виробничому процесі, тому калібрування має бути якомога нижчим.
Кількість точок калібрування залежить від типу використовуваного термістора та температурного діапазону застосування. Для вузьких температурних діапазонів одна точка калібрування підходить для більшості термісторів. Для додатків, які вимагають широкого температурного діапазону, у вас є два варіанти: 1) використати калібрування NTC три рази (це пов’язано з їхньою низькою чутливістю при екстремальних температурах і високою толерантністю до опору) або 2) використати лінійну термостійкість на основі кремнію. Опір калібрується один раз, що є більш стабільним, ніж NTC.
Чутливість
Коли ультразвуковий перетворювач 200 кГц намагається отримати хорошу точність від термістора, велика зміна опору (чутливості) на градус Цельсія є лише однією з проблем. Однак, якщо ви не отримаєте правильне значення опору в програмному забезпеченні шляхом калібрування або вибору термістора з низьким допуском опору, більша чутливість не допоможе.
Оскільки значення опору NTC експоненціально зменшується, він має надзвичайно високу чутливість за низьких температур, але зі збільшенням температури чутливість різко впаде. Чутливість лінійного термістора на основі кремнію не така висока, як у NTC, тому він може виконувати стабільні вимірювання у всьому діапазоні температур. При підвищенні температури чутливість лінійного термістора на основі кремнію зазвичай перевищує чутливість NTC приблизно при 60 °C.
Самонагрівання та дрейф датчика
Термістор перетворювача ультразвукового датчика вітру розсіює енергію у вигляді тепла, що впливає на точність вимірювання. Кількість тепла, що розсіюється, залежить від багатьох параметрів, включаючи склад матеріалу та силу струму, що протікає через пристрій. Дрейф датчика – це величина дрейфу термістора з часом, і зазвичай прискорене випробування терміну служби, що визначається відсотковою зміною значення опору, вказано в технічному паспорті. Якщо для вашої програми потрібен тривалий термін служби та стабільна чутливість і точність, виберіть термістор із низьким самонагріванням і малим дрейфом датчика.
Отже, коли слід використовувати кремнієвий лінійний термістор, наприклад TMP61, на NTC?
Дивлячись на таблицю 1, ви можете побачити, що за таку саму ціну лінійні термістори на основі кремнію можуть виграти від своєї лінійності та стабільності майже в будь-якій ситуації в межах зазначеного діапазону робочих температур лінійних термісторів на основі кремнію. Лінійні термістори на основі кремнію також доступні в комерційних і автомобільних версіях і доступні в корпусах пристроїв для поверхневого монтажу NTC загального стандарту 0402 і 0603.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd є професійним виробником п’єзоелектричної кераміки та ультразвукових перетворювачів, присвячений ультразвуковим технологіям і промисловому застосуванню.
