Măsurarea temperaturii cu ajutorul termistorului c

Temperatura este una dintre cele mai comune parametrii detectați sistem încorporat. Pentru astfel de măsurători, există o gamă largă de senzori de temperatură. Gama de tipuri de senzori se extinde de la detectoare de corp negru exotice la senzori rezistivi simple, inclusiv toate tipurile de multe care se află între aceste două extreme. In acest articol voi discuta pe scurt un termistor cu un coeficient de temperatură negativ (termistoare NTC) - unul dintre senzorii de temperatură cele mai comune utilizate în diferite sisteme încorporate.

termistori

Un termistor este un element rezistiv, de obicei, realizate dintr-un polimer sau semiconductor a cărui rezistență se modifică în funcție de temperatură. Acest tip de dispozitiv nu trebuie confundat cu detectorul de temperatură rezistiv (RTD). CDT este de obicei mult mai precise, costa mai mult și să acopere o gamă largă de temperaturi.

Există două tipuri de termistoare cu caracter diferit, în funcție de rezistența la temperatură. Dacă valoarea rezistenței scade odată cu creșterea temperaturii, noi numim un dispozitiv de termistor cu coeficient de temperatură negativ (NTC). Dacă rezistența crește cu temperatura, aparatul cunoscut ca un termistor cu un coeficient de temperatură pozitiv (PTC). De obicei, PTC-dispozitiv este utilizat pentru a proteja și NTC-unitate utilizată ca senzori de temperatură. Foarte des, termistori NTC sunt utilizate pentru controlul diode laser PN-joncțiuni în bandă largă.

O altă caracteristică a termistorului este costul. În loturi mici termistor tipic ar trebui, de regulă, de la $ 0.05-.10 $ pe actiune. preț scăzut și ușurința de conectivitate face ca aceste dispozitive foarte atractive pentru aplicații embedded.

Un domeniu tipic de măsurare a temperaturii termistor de la -50 ° C până la +125 ° C Cele mai multe aplicații care utilizează termistori, funcționează în intervalul de la -10 ° C până la +70 ° C, sau cum este numit, în domeniul comercial de temperaturi ambiante.

eroare de rezistență termistor tipic este destul de mare. Majoritatea termistor este fabricat cu abaterea de rezistență admisă de ± 5%.

Dar precizia lor este acceptabilă. Ca o regulă, ne putem aștepta că este în intervalul de ± 0,5% până la ± 1,0%.

Expresia privind temperatura și rezistența termistorului este cunoscută ca ecuația Steinhart-Hart. Această ecuație neliniară prezentată mai jos.

Graficul rezistenței în funcție de temperatură
termistor NTC pentru Panasonic.

De obicei, termistoare sunt evaluate de un parametru cunoscut ca valoarea R25. Această rezistență tipic termistorului la temperatura de 25 ° C Valoarea pentru termistor r25 este de 4.700 ohmi.

În unele sisteme cu memorie limitată, noi pur și simplu nu își pot permite luxul de a crea un tabel de conversie. Prin urmare, într-o astfel de aplicație, citirile termistorului vom încerca să fie liniarizate.

Aproximare de ordinul întâi arată că rezistența termistorului este aproximativ invers proporțională cu temperatura. Având în vedere acest lucru, putem crea o proporție inversă schemă pentru a încerca să liniariza curba de rezistență în funcție de temperatură. Figura 2 prezintă modul în care se face acest lucru.

Caracteristici Schema liniarizare
termistor NTC.

Dacă dorim cu adevărat să economisi bani, ai putea elimina sursa de tensiune de referință. Acest lucru va necesita o anumită filtrare suplimentară pentru a elimina orice zgomot de alimentare cu energie. Este important ca circuitul ADC și termistorului au o sursă de tensiune de referință. Acest lucru ne permite să folosim o metodă ratiometric de măsurare pentru termistorului cu privire la citirile ADC. Adică, măsurarea este independent de tensiune de excitație a circuitului de interfață termistorului.

citirile de temperatură sunt dependente numai de rezistența de polarizare (RB) și rezistența termistorului (rth). Putem să le numim împărțirea coeficientului de raport (D). Expresia pentru raportul divizare nu diferă de expresiile pentru simplu divizor de tensiune (ecuația 2).

electronica Uneori, dezvoltatorii integrate, avem de a rezolva problema de conectare a senzorului la sistem. În acest articol, am considerat un circuit simplu bazat pe senzorul de temperatură termistor și arătat cum să liniariza dependența de temperatură a rezistenței.

Unul dintre principalele avantaje ale utilizării unui termistor este prețul lor. De regulă, atunci când cumpără în cantități mici, acești senzori sunt de aproximativ 0,05 $ la 0,10 $. Precizia acestor senzori este destul de decente. De obicei, toleranță sau rezistență de toleranță pentru aceste dispozitive R25 variază de la ± 3% ± 5%. Prin urmare, schema de liniarizare neliniaritate ± 3 ° C poate fi considerată satisfăcătoare.

Desigur, putem folosi întotdeauna senzor mai scump, care va da un rezultat mai precis. Pentru astfel de tipuri de senzori includ:

1. Senzori cu PN-joncțiune. Cost redus, precizie acceptabilă.
   
2. senzori de temperatură Chip. De obicei, ei reprezintă un fel de senzori cu PN-joncțiune.
   
3. detectori de temperatură Rezistență (CDT). Ei tind să fie foarte precise și mult mai scumpe.
   
4. Termocuple. Gama lor de măsurare este de obicei mult mai mare, iar prețul este relativ scăzut.
   
5. Senzori infraroșu. Cel mai adesea, acestea sunt utilizate pentru a măsura nivelul de radiație termică sunt apoi convertite în temperatura.

Acestea sunt doar câteva dintre metodele prin care se poate măsura temperatura. Pe unele dintre ele, poate pot să vă spun într-un articol viitor.

Și cum se măsoară temperatura în sistemul dvs. încorporat? Vezi tu, am arătat o modalitate foarte ieftin pentru a măsura acest parametru fizic. Dar, în afară de el, există încă o mulțime de alte metode.

Prototip JLCPCB: Total $ 2 pentru 10 panouri de măsurare 10 x 10 cm, timp de 24 de ore de producție, furnizarea de servicii DHL în termen de 3 zile.

Vrei sa primesti noutati despre noul conținut de pe site-ul anunțul?
Aboneaza-te la newsletter-ul nostru!

• Până în prezent, peste termistoare sau care susțin în mod specific, nu va fi. Da, tot felul de control au „dreptul la viață“. DAR, aparatul rezistentelor termice ani 10_kami dovedesc lor „superioritate“ în preț, dimensiuni, calitate, precizie în gestionarea, controlul conveniență _ până când afișajul digital visual, ușurința de reparații, întreținere, instalare (instalare).
• Se pare că doar pentru a scrie ceva.
• Pentru o acuratețe decentă (mai puțin de 3%) este necesar să se selecteze rezistențe prejudecată, care trebuie să fie de cel puțin două, în fabricarea produselor cu un termistor. Este necesar să se efectueze cel puțin două puncte de temperatură, care nu este „superioară“.