RTD, termoparell, thermistor, avantatges del sensor IC i desavantatges de la comparació
L'elecció d'un producte de detecció de temperatura pot semblar una qüestió trivial, però a causa de la varietat
productes disponibles, aquesta tasca pot ser descoratjadora. En aquest article, vaig a descriure quatre tipus de
sensors de temperatura (detectors de temperatura resistius (RTDs), termoparells, termòmetres i
sensors de circuit integrat (IC) amb interfícies digitals i analògiques) i discutir cada Avantatge
desavantatges dels sensors.
Des d'un punt de vista a nivell de sistema, el sensor de temperatura és adequat per a la vostra aplicació
depenen del rang de temperatura requerit, precisió, linealitat, cost de solució, funció, potència,
la mida de la solució, el mètode de muntatge (mètode de muntatge superficial i el mètode i el circuit de plug-in a través del forat
mètode d'instal lació de la placa) també és necessari per donar suport al circuit fàcil de dissenyar.
Rtd
Mesurant la resistència de la RTD mentre canvia la seva temperatura, la resposta és gairebé
lineal, comportant-se com una resistència. Com es mostra a la figura 1, la corba de resistència de la RTD no
totalment lineal, però té uns quants graus de desviació (es mostra una línia recta per a la referència) - però
molt predictible i retestable. Per compensar aquesta lleugera no linealitat, la majoria dels dissenyadors
digitalitzar el valor de resistència mesurat i utilitzar la taula de seguiment en el microcontrolador per aplicar
el factor de correcció. La repetibilitat i estabilitat en aquest ampli rang de temperatura (sobre
-250 ° C a + 750 ° C) fa que el RTD sigui extremadament útil en aplicacions d'alta precisió, incloent
mesura de temperatures líquides o gasoses en canonades i grans vaixells.
La complexitat dels circuits utilitzats per processar el senyal analògic RTD varia substancialment depenent de l'aplicació. Els amplificadors i convertidors analògics a digitals (ADCs), que produeixen els seus propis errors, són indispensables. L'energia es subministra al sensor només quan la mesura és necessària- d'aquesta manera també es pot aconseguir un funcionament de baixa potència, però això fa que el circuit sigui molt més complex. A més, la potència necessària per alimentar el sensor també augmentarà la seva temperatura interna, afectant així la precisió de mesura. Aquest efecte d'autoescalfament produeix un error de temperatura (que és corregible però requereix més consideració) a causa de només uns pocs mil·limpers de corrent. A més, tingueu en compte que els RTD de platí de ferida de filferro o rtds de pel·lícula prima poden ser bastant costosos, especialment si es compara amb el cost dels sensors IC.
Preuo o poc a prop de Thermistor
Els termòstors són un altre tipus de sensor resistiu. Hi ha una gran varietat de termòstats disponibles, des de
productes econòmics a productes d'alta precisió, i així successivament. Termòstors de baix cost i baixa precisió
realitzar mesures simples o detecció de llindars - aquestes resistències requereixen múltiples components
(com ara comparadors, resistències de referència i discretes), però són molt barats i tenen
propietats de temperatura de resistència lineal no reactives, com es mostra a la figura 2. Si necessites
mesurar una àmplia gamma de temperatures, haurà de fer un munt de treball de linealització. Pot ser que
calibrat diversos punts de temperatura. Per aconseguir una major precisió, més car i
les matrius termòrmiques més tolerables tèrmicament es poden utilitzar per ajudar a resoldre aquest problema no lineal, però
aquestes matrius són generalment menys sensibles que un sol termòstat.
Com que els sistemes de punts de múltiples viatges afegeixen complexitat i cost, els termòstors de baix cost s'utilitzen normalment
només per a aplicacions amb requisits funcionals mínims, incloent torradores, cafeteries,
frigorífics i assecadors. A més, els termòstors estan subjectes a problemes d'autoescalfament
(normalment a temperatures més altes, on la seva resistència és més baixa). Igual que amb el RTD, la causa arrel
de la incapacitat d'utilitzar un termòstat a baixes tensions de subministrament encara no s'ha trobat - però recordeu
que com més baixa sigui la sortida a gran escala, més directament es converteix en un sistema basat en la
característiques d'un convertidor analògic-digital La menor sensibilitat. Petita potència
les aplicacions també requereixen una major complexitat del circuit per ser sensible als errors induïts pel soroll.
Els termòstors es poden operar sobre el rang de temperatura de -100 ° C a + 500 ° C, encara que la majoria
els termòstors es valoren per a un rang màxim de temperatura de funcionament de + 100 ° C a + 150 ° C.
Termoparell
El termoparell inclou els contactes de dos cables fabricats amb diferents materials. Per exemple,
El termoparell tipus J està fet de ferro i constant. Com es mostra a la fig. 3, el contacte 1 es troba
a temperatura a mesurar, mentre que el contacte 2 i el contacte 3 es col·loquen a diferents
temperatures mesurades amb el sensor de temperatura analògic LM35. El voltatge de sortida és
aproximadament proporcional a la diferència entre aquests dos valors de temperatura.
Figura 3: Ús de la LM35 per a la compensació de la unió freda termoparell
Perquè els termoparells tenen una sensibilitat molt baixa (per ordre de desenes de microvolts per grau
Celsius), necessitareu amplificadors de baix desplaçament per produir tensions de sortida usables. En l'operatiu
del termoparell, la no linealitat en la funció de transferència de temperatura a tensió
sovint requereix un circuit de compensació o taula de seguiment, així com el RTD i el termoparell. No obstant això
malgrat aquests inconvenients, els termoparells segueixen sent molt populars, especialment per als forns, escalfadors d'aigua
, forns, equips de proves i altres processos industrials - a causa de la baixa massa tèrmica de la
termoparell i el rang de temperatura de funcionament Estès a 2300 °C o més) és molt ampli.
Sensor IC
El sensor IC opera sobre un rang de temperatura de -55 ° C a + 150 ° C - diversos sensors IC són
disponible per al seu funcionament fins a + 200 ° C. Hi ha diversos tipus de sensors IC integrats, però
els quatre sensors IC integrats més comuns són dispositius de sortida analògics, dispositius d'interfície digital,
sensors de temperatura remota, i sensors IC integrats (interruptors de temperatura) amb termòstat
Funcions. Dispositius de sortida analògics (normalment sortides de tensió, però alguns també tenen sortides actuals)
són les solucions més passives quan requereixen un ADC per digitalitzar el senyal de sortida. Digital
Interfície dispositius d'interfície Interfície interfície interfícies de dos cables (I2C o PMBus) s'utilitzen més comunament i tenen un incorporat
Adc.
A més d'incloure un sensor de temperatura local, el sensor de temperatura remota també té un o
més entrades per controlar la temperatura del díode remot - que es col·loquen amb més freqüència en un
IC digital integrada com un processador o matriu de portes programable de camp 】)in. El termòstat
proporciona una alarma senzilla quan s'assoleix el llindar de temperatura.
L'ús de sensors IC ofereix una sèrie de beneficis, incloent: baix consum d'energia; paquet petit
mides (alguns petits 0,8 mm x 0,8 mm); i baix cost de dispositiu per a algunes aplicacions. A més, des de
el sensor IC es calibra durant la prova de producció, no cal més calibratge. Ells
s'utilitzen comunament en aplicacions de pista de fitness, productes wearable, sistemes informàtics, dades
aplicacions d'automoció.
Els dissenyadors de taulers amb experiència utilitzaran la solució més adequada en funció del producte final
Requisits. La taula 1 mostra les fortaleses / debilitats relatives de cada sensor de temperatura.
Taula 1: RTD, termòrtic, termoparell i sensor IC avantatges relatius i desavantatges
Afegir: N 16, Carretera 3, Sanjiang Zona de la Indústria, Shengzhou, Zhejiang, Xina
Contacte:Eric Xie
Correu electrònic:sale@benoelectric.com
La màfia: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat i Whatsapp: +8615988295936
Lloc web: www.benoindustry.com
