RTD, θερμοηλεκτρικό, θερμίστορ, πλεονεκτήματα αισθητήρων IC και μειονεκτήματα σύγκρισης
Η επιλογή ενός προϊόντος ανίχνευσης θερμοκρασίας μπορεί να φαίνεται σαν ένα ασήμαντο θέμα, αλλά λόγω της ποικιλίας
των διαθέσιμων προϊόντων, αυτή η εργασία μπορεί να είναι αποθαρρυντική. Σε αυτό το άρθρο, θα περιγράψω τέσσερις τύπους
αισθητήρες θερμοκρασίας (ανιχνευτές ανθεκτικής θερμοκρασίας (Ε & ΤΑ), θερμοστοιχεία, θερμίστορ και
αισθητήρες ολοκληρωμένου κυκλώματος (IC) με ψηφιακές και αναλογικές διεπαφές) και συζητήστε κάθε πλεονεκτήματα
και μειονεκτήματα των αισθητήρων.
Από την άποψη του επιπέδου του συστήματος, ο αισθητήρας θερμοκρασίας είναι κατάλληλος για την
εξαρτηθείτε από την απαιτούμενη σειρά θερμοκρασίας, ακρίβεια, γραμμικότητα, κόστος λύσης, λειτουργία, δύναμη,
μέγεθος λύσης, μέθοδος τοποθέτησης (επιφάνεια τοποθετήστε μέθοδος και μέθοδος και κύκλωμα προσθηκών μέσω-τρυπών
μέθοδος εγκατάστασης του σκάφους) είναι επίσης απαραίτητη για την υποστήριξη του κυκλώματος εύκολο στο σχεδιασμό.
Ετα
Κατά τη μέτρηση της αντίστασης της Ε & ΤΑ κατά την αλλαγή της θερμοκρασίας της, η απόκριση είναι σχεδόν
γραμμική, συμπεριφέρεται σαν αντίσταση. Όπως φαίνεται στο σχήμα 1, η καμπύλη αντίστασης της Ε & ΤΑ δεν
πλήρως γραμμική, αλλά έχει μερικούς βαθμούς απόκλισης (μια ευθεία γραμμή φαίνεται για αναφορά) - αλλά
εξαιρετικά προβλέψιμη και επανευθυγνή. Για να αντισταθμίσουν αυτή την μικρή μη γραμμικότητα, οι περισσότεροι σχεδιαστές
ψηφιοποιήστε τη μετρούμενη τιμή αντίστασης και χρησιμοποιήστε τον πίνακα αναζητήσεων στον μικροελεγκτή για να εφαρμόσετε
τον διορθωτικό συντελεστή. Η επαναληψιμότητα και η σταθερότητα σε αυτό το ευρύ φάσμα
-250 ° C έως + 750 ° C) καθιστά το RTD εξαιρετικά χρήσιμο σε εφαρμογές υψηλής ακρίβειας, συμπεριλαμβανομένων
τη μέτρηση των θερμοκρασιών υγρών ή αερίων σε σωλήνες και μεγάλα δοχεία.
Η πολυπλοκότητα των κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία του αναλογικού σήματος Ε & ΤΑ ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με την εφαρμογή. Οι ενισχυτές και οι αναλογικοί σε ψηφιακούς μετατροπείς (ADC), οι οποίοι παράγουν τα δικά τους σφάλματα, είναι απαραίτητοι. Η ισχύς παρέχεται στον αισθητήρα μόνο όταν η μέτρηση είναι απαραίτητη - με αυτόν τον τρόπο μπορείτε επίσης να επιτύχετε λειτουργία χαμηλής ισχύος, αλλά αυτό καθιστά το κύκλωμα πολύ πιο περίπλοκο. Επιπλέον, η ισχύς που απαιτείται για την τροφοδοσία του αισθητήρα θα αυξήσει επίσης την εσωτερική του θερμοκρασία, επηρεάζοντας έτσι την ακρίβεια της μέτρησης. Αυτό το φαινόμενο αυτοθέρμανσης προκαλεί ένα σφάλμα θερμοκρασίας (το οποίο διορθώνεται αλλά απαιτεί περαιτέρω εξέταση) λόγω μόνο λίγων milliamperes ρεύματος. Επίσης, λάβετε υπόψη ότι τα RTD λευκόχρυσου με συρματόπλεγμα ή τα Ε & ΤΑ λεπτού φιλμ μπορεί να είναι αρκετά δαπανηρά, ειδικά σε σύγκριση με το κόστος των αισθητήρων IC.
Θερμίστορ
Οι θερμίστορ είναι ένας άλλος τύπος αισθητήρα αντίστασης. Υπάρχει μια ποικιλία διαθέσιμων θερμιστών, από
φθηνά προϊόντα σε προϊόντα υψηλής ακρίβειας και ούτω καθεξής. Θερμίστορ χαμηλού κόστους και χαμηλής ακρίβειας
εκτέλεση απλών μετρήσεων ή ανίχνευση κατωφλίου - αυτές οι αντιστάσεις απαιτούν πολλαπλά εξαρτήματα
(όπως οι συγκριτές, οι αναφορές και οι διακριτές αντιστάσεις), αλλά είναι πολύ φθηνές και έχουν
μη αντιδραστικές ιδιότητες γραμμικής αντοχής-θερμοκρασίας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Εάν πρέπει να
μετρήστε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών, θα χρειαστεί να κάνετε πολλή δουλειά γραμματίωσης. Μπορεί να είναι
είναι αναγκαία για τη βαθμονόμηση αρκετών σημείων θερμοκρασίας. Για την επίτευξη υψηλότερης ακρίβειας, ακριβότερη και
οι θερμικά ανεκτή συστοιχίες θερμιστών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν να λύσουν αυτό το μη γραμμικό πρόβλημα, αλλά
Αυτοί οι πίνακες είναι γενικά λιγότερο ευαίσθητοι από έναν μόνο θερμιστήρα.
Επειδή τα συστήματα σημείων πολλαπλών ταξιδιών προσθέτουν πολυπλοκότητα και κόστος, χρησιμοποιούνται συνήθως θερμίστορ χαμηλού κόστους
μόνο για εφαρμογές με ελάχιστες λειτουργικές απαιτήσεις, συμπεριλαμβανομένων τοστιέρες, καφετιέρες,
ψυγεία και κομμωτήρια. Επιπλέον, οι θερμίστορ υπόκεινται σε προβλήματα αυτοθέρμανσης
(συνήθως σε υψηλότερες θερμοκρασίες, όπου η αντίστασή τους είναι χαμηλότερη). Όπως και με το RTD, η βασική αιτία
της αδυναμίας χρήσης θερμίστορ σε χαμηλές τάσεις τροφοδοσίας δεν έχει ακόμη βρεθεί - αλλά να θυμάστε
ότι όσο χαμηλότερη είναι η έξοδος πλήρους κλίμακας, τόσο πιο άμεσα μετατρέπεται σε σύστημα που βασίζεται
χαρακτηριστικά ενός μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό Όσο χαμηλότερη είναι η ευαισθησία. Μικρή ισχύς
οι εφαρμογές απαιτούν επίσης αυξημένη πολυπλοκότητα κυκλώματος για να είναι ευαίσθητες σε σφάλματα που προκαλούνται από το θόρυβο.
Οι θερμιστές μπορούν να λειτουργήσουν πέρα από τη σειρά θερμοκρασίας -100 ° C σε + 500 ° C, αν και οι περισσότεροι
οι θερμίστορ αξιολογούνται για μέγιστο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας από + 100 ° C έως + 150 ° C.
Θερμοστοιχείο
Το θερμοηλεκτρικό σύστημα περιλαμβάνει τις επαφές δύο καλωδίων από διαφορετικά υλικά. Για παράδειγμα,
Το θερμοηλεκτρικό σύστημα τύπου J είναι κατασκευασμένο από σίδηρο και constantan. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 3, η επαφή 1 βρίσκεται
στη θερμοκρασία που πρέπει να μετρηθεί, ενώ η επαφή 2 και η επαφή 3 τοποθετούνται σε
θερμοκρασίες όπως μετρώνται με τον αισθητήρα αναλογικής θερμοκρασίας LM35. Η τάση παραγωγής είναι
περίπου ανάλογα με τη διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τιμών θερμοκρασίας.
Εικόνα 3: Χρήση του LM35 για αντιστάθμιση ψυχρής σύνδεσης θερμοστοιχειωτίου
Επειδή τα θερμοστοιχεία έχουν πολύ χαμηλή ευαισθησία (της τάξης των δεκάδων μικροστοιχείων ανά βαθμό
Κελσίου), θα χρειαστείτε ενισχυτές χαμηλής αντιστάθμισης για να παράγετεχρησιμοποιήσιμες τάσεις εξόδου. Στη λειτουργία
εύρος του θερμοστοιχείου, η μη γραμμικότητα στη λειτουργία μεταφοράς θερμοκρασίας-τάσης
συχνά απαιτεί ένα κύκλωμα αντιστάθμισης ή έναν πίνακα αναζήτησης, όπως και το RTD και το θερμοηλεκτρικό σύστημα. Ωστόσο
παρά αυτά τα μειονεκτήματα, τα θερμοηλεκτρικά μέσα εξακολουθούν να είναι πολύ δημοφιλή, ειδικά για φούρνους, θερμοσίφωνες
, κλιβάνους, εξοπλισμός δοκιμών και άλλες βιομηχανικές διεργασίες - λόγω της χαμηλής θερμικής
Το θερμοηλεκτρικό σύστημα και το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας Που εκτείνεται στους 2300 °C ή περισσότερο) είναι πολύ ευρύ.
Αισθητήρας IC
Ο αισθητήρας IC λειτουργεί σε εύρος θερμοκρασίας από -55 ° C έως + 150 ° C - αρκετοί αισθητήρες IC είναι
διατίθεται για λειτουργία έως + 200 ° C. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ενσωματωμένων αισθητήρων IC, αλλά
οι τέσσερις συνηθέστεροι ενσωματωμένοι αισθητήρες IC είναι αναλογικές συσκευές εξόδου, συσκευές ψηφιακής διεπαφής,
αισθητήρες απομακρυσμένης θερμοκρασίας και ενσωματωμένοι αισθητήρες IC (διακόπτες θερμοκρασίας) με θερμοστάτη
Λειτουργίες. Αναλογικές συσκευές εξόδου (συνήθως έξοδοι τάσης, αλλά μερικές έχουν επίσης εξόδους ρεύματος)
είναι οι πιο παθητικές λύσεις όταν απαιτούν ADC για την ψηφιοποίηση του σήματος εξόδου. Ψηφιακή
Συσκευές διασύνδεσης Οι διεπαφές δύο καλωδίων (I2C ή PMBus) χρησιμοποιούνται συχνότερα και έχουν
Adc.
Εκτός από τη συμπερίληψη ενός τοπικού αισθητήρα θερμοκρασίας, ο απομακρυσμένος αισθητήρας θερμοκρασίας διαθέτει επίσης
περισσότερες εισόδους για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας της απομακρυσμένης δίοδος - τοποθετούνται συχνότερα σε
ενσωματωμένο ψηφιακό ολοκληρωμένο ολοκληρωμένο IC όπως μια προγραμματιζόμενη σειρά πυλών επεξεργαστών ή τομέων ⇒)μέσα. Ο θερμοστάτης
παρέχει έναν απλό συναγερμό όταν επιτευχθεί το όριο θερμοκρασίας.
Η χρήση αισθητήρων IC προσφέρει μια σειρά από οφέλη, όπως: κατανάλωση χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας. μικρή συσκευασία
μεγέθη (μερικά μικρά 0.8mm X 0.8mm) και χαμηλό κόστος συσκευής για ορισμένες εφαρμογές. Επιπλέον, δεδομένου ότι
ο αισθητήρας IC βαθμονομείται κατά τη διάρκεια της δοκιμής παραγωγής, δεν απαιτείται περαιτέρω βαθμονόμηση. Αυτοί οι
χρησιμοποιούνται συνήθως στις εφαρμογές διαδρομής ικανότητας, wearable προϊόντα, υπολογιστικά συστήματα, στοιχεία
υλοτόμοι και εφαρμογές αυτοκινήτων.
Οι έμπειροι σχεδιαστές πινάκων θα χρησιμοποιήσουν την καταλληλότερη λύση με βάση το τελικό προϊόν
Απαιτήσεις. Ο πίνακας 1 δείχνει τα σχετικά πλεονεκτήματα / αδυναμίες κάθε αισθητήρα θερμοκρασίας.
Πίνακας 1: RTD, θερμίστορ, θερμοηλεκτρικό και IC αισθητήρα σχετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Προσθέστε: No. 16, Δρόμος 3, Βιομηχανική ζώνη Sanjiang, Σενγκζού, Zhejiang, Κίνα
Επαφή:Έρικ Ζιε
Email:sale@benoelectric.com
Όχλος: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Γουέσατ & Whatsapp: +8615988295936
Ιστοχώρος: www.benoindustry.com
