Prednosti i nedostaci RTD-a, termoelementa, termistor-a, IC senzora
Odabir proizvoda koji osjeti temperaturu može se činiti trivijalnom stvari, ali zbog raznolikosti
dostupnih proizvoda, ovaj zadatak može biti zastrašujući. U ovom članku ću opisati četiri vrste
temperaturni senzori (otporni detektori temperature (RTD), termoparovi, termistori i
senzori integriranog kruga (IC) s digitalnim i analognim sučeljima) i razgovarajte o svim Prednostima
i nedostaci senzora.
Sa stanovišta sistema, temperaturni senzor je pogodan za vašu primjenu
ovise o potrebnom temperaturnom rasponu, tačnosti, linearnosti, cijeni rješenja, funkciji, snazi,
veličina rješenja, način montaže (metoda površinskog montiranja i način uključivanja i sklopa kroz otvor)
metoda ugradnje ploče) takođe je neophodna za podršku strujnom krugu lako dizajniranom.
RTD
Tijekom mjerenja otpora RTD-a tijekom promjene njegove temperature, odziv je gotovo
linearno, ponaša se poput otpora. Kao što je prikazano na slici 1, krivulja otpora RTD-a nije
potpuno linearna, ali ima nekoliko stepeni odstupanja (ravna linija je prikazana za referencu) - ali
vrlo predvidljiv i ponovljiv. Da bi nadoknadili ovu malu nelinearnost, većina dizajnera
digitalizirajte izmjerenu vrijednost otpora i upotrijebite traženu tablicu u mikrokontroleru
faktor korekcije. Ponovljivost i stabilnost u ovom širokom temperaturnom rasponu (oko
Od -250 ° C do + 750 ° C) čini RTD izuzetno korisnim u visoko preciznim aplikacijama, uključujući
mjerenje temperature tečnosti ili plina u cijevima i velikim posudama.
Složenost sklopova koji se koriste za obradu analognog RTD signala bitno varira ovisno o primjeni. Pojačala i analogno-digitalni pretvarači (ADC), koji proizvode vlastite greške, su neophodni. Senzor se napaja samo kada je mjerenje potrebno - na ovaj način možete postići i rad male snage, ali to čini sklop mnogo složenijim. Štoviše, snaga potrebna za napajanje senzora također će povećati njegovu unutarnju temperaturu, što utječe na tačnost mjerenja. Ovaj efekt samozagrijavanja stvara temperaturnu pogrešku (koja se može ispraviti, ali zahtijeva daljnje razmatranje) zbog samo nekoliko miliampera struje. Također, imajte na umu da RTD-ovi s platinastom žicom ili tankoslojni RTD-i mogu biti prilično skupi, pogotovo u usporedbi s cijenom IC senzora.
Termistor
Termistori su druga vrsta otpornih senzora. Dostupni su razni termistori od
jeftini proizvodi do visoko preciznih proizvoda i tako dalje. Povoljni termistori niske preciznosti
izvodite jednostavna mjerenja ili otkrivanje praga - ovi otpornici zahtijevaju više komponenata
(poput usporednika, referentnih i diskretnih otpornika), ali su vrlo jeftini i imaju
nereaktivna Linearna svojstva otpora i temperature, kao što je prikazano na slici 2. Ako trebate
izmjerite širok raspon temperatura, trebat ćete obaviti mnogo radova na linearizaciji. Može biti
potrebno za kalibraciju nekoliko temperaturnih tačaka. Da bi se postigla veća preciznost, skuplje i
termički podnošljiviji termistorski nizovi mogu se koristiti za rješavanje ovog nelinearnog problema, ali
takvi nizovi su općenito manje osjetljivi od jednog termistora.
Budući da sistemi s više točaka dodaju složenost i cijenu, obično se koriste jeftini termistori
samo za aplikacije s minimalnim funkcionalnim zahtjevima, uključujući tostere, aparate za kavu,
hladnjaci i sušilo za kosu. Pored toga, termistori su izloženi problemima sa samozagrijavanjem
(obično na višim temperaturama, gdje je njihov otpor niži). Kao i kod RTD-a, glavni uzrok
još uvijek nije pronađena nemogućnost upotrebe termistora pri niskim naponima napajanja - ali sjetite se
da što je niži izlaz u punoj veličini, to se izravnije pretvara u sistem zasnovan na
karakteristike analogno-digitalnog pretvarača Što je osjetljivost niža. Male snage
aplikacije takođe zahtevaju povećanu složenost kola da bi bile osetljive na greške izazvane bukom.
Termistorima se može upravljati u temperaturnom rasponu od -100 ° C do + 500 ° C, iako većina
termistori su predviđeni za maksimalni raspon radnih temperatura od + 100 ° C do + 150 ° C.
Termoelement
Termoelement uključuje kontakte dviju žica izrađenih od različitih materijala. Na primjer,
Termoelement tipa J izrađen je od gvožđa i konstantana. Kao što je prikazano na slici 3, nalazi se kontakt 1
na temperaturi koju treba izmjeriti, dok su kontakt 2 i kontakt 3 postavljeni različito
temperature izmjerene analognim temperaturnim senzorom LM35. Izlazni napon je
približno proporcionalna razlici između ove dvije temperature.
Slika 3: Korištenje LM35 za kompenzaciju hladnog spoja termoelementa
Budući da termoparovi imaju vrlo nisku osjetljivost (reda desetaka mikrovolti po stepenu
Celzijusa), trebat će vam pojačala sa malim pomakom da biste proizveli korisne izlazne napone. U operativnom
opseg termoelementa, nelinearnost u funkciji prenosa temperature na napon
često zahtijeva kompenzacijski krug ili traženi stol, kao što su RTD i termoelement. Kako god,
uprkos tim nedostacima, termoelementi su i dalje vrlo popularni, posebno za pećnice i bojlere
, peći, ispitna oprema i drugi industrijski procesi - zbog male toplotne mase
termoelementa i opseg radne temperature proširen na 2300 ℃ ili više) vrlo je širok.
IC senzor
IC senzor radi u rasponu temperatura od -55 ° C do + 150 ° C - nekoliko IC senzora radi
dostupan za rad do + 200 ° C. Postoje razne vrste integriranih IC senzora, ali
četiri najčešće integrirana IC senzora su analogni izlazni uređaji, uređaji digitalnog sučelja,
daljinski temperaturni senzori i integrirani IC senzori (temperaturni prekidači) s termostatom
funkcije. Analogni izlazni uređaji (obično naponski izlazi, ali neki imaju i strujne izlaze)
su najpasivnija rješenja kada im je potreban ADC za digitalizaciju izlaznog signala. Digitalni
Uređaji sučelja Dvožični interfejsi (I2C ili PMBus) najčešće se koriste i imaju ugrađenu tehnologiju
ADC.
Osim što uključuje lokalni senzor temperature, daljinski senzor temperature ima i jedan ili
više ulaza za nadzor temperature daljinske diode - oni su najčešće smješteni u visoko
integrirani digitalni IC poput procesora ili programabilnog polja vrata】) u. Termostat
daje jednostavan alarm kada se dostigne prag temperature.
Korištenje IC senzora nudi niz prednosti, uključujući: malu potrošnju energije; mali paket
veličine (neke male 0,8 mm x 0,8 mm); i niska cijena uređaja za neke aplikacije. Pored toga, od
IC senzor je kalibriran tokom proizvodnog testa, nije potrebna dodatna kalibracija. Oni
obično se koriste u fitnes stazama, nosivim proizvodima, računarskim sistemima, podacima
drvosječe i automobilske aplikacije.
Iskusni dizajneri ploča će koristiti najprikladnije rješenje zasnovano na krajnjem proizvodu
zahtjevi. Tabela 1 prikazuje relativne snage / slabosti svakog temperaturnog senzora.
Tablica 1: Relativne prednosti i nedostaci RTD-a, termistora, termoelementa i IC senzora
Dodati: br. 16, cesta 3, industrijska zona Sanjiang, Shengzhou, Zhejiang, Kina
Kontakt: Eric Xie
E-mail:sale@benoelectric.com
Mafija: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat&pojačalo; Whatsapp: +8615988295936
Web stranica: www.benoindustry.com
