Temperaturni senzor termistorja

Ena izmed najpogostejših tipov temperaturnih senzorjev na trgu je termistor, skrajšana različica termično občutljivega upora. Termistorji so poceni senzorji, ki so zelo robustni in robustni. Termistor je izbirni temperaturni senzor za aplikacije, ki zahtevajo visoko občutljivost in dobro natančnost. Termistorji so zaradi nelinearnega odziva na temperaturo omejeni na majhne operativne temperature.

Gradnja

Termistorji so dve žični elementi iz sintranih kovinskih oksidov, ki so na voljo v več vrstah paketov za podporo različnih aplikacij. Najpogostejši termistorski paket je majhna steklena noga s premerom 0,5 do 5 mm z dvema žicama. Termistorji so na voljo tudi v paketih za površinsko montažo, ploščah in vgrajenih v cevaste kovinske sonde. Termistorji steklene noge so precej robustni in robustni, pri čemer je najpogostejši način okvare poškodovan na dva vodila. Vendar pa za aplikacije, ki zahtevajo večjo stopnjo neravnotežja, termistorji s stikalom s kovinsko cevjo zagotavljajo večjo zaščito.

Koristi

Termistorji imajo več prednosti, vključno s točnostjo, občutljivostjo, stabilnostjo, hitrim odzivnim časom, enostavno elektroniko in nizkimi stroški. Vezje za vmesnik s termistorjem je lahko tako enostavno kot upalni upor in merjenje napetosti preko termistorja. Vendar je odziv termistorjev na temperaturo zelo nelinearen in se pogosto nastavi na majhno temperaturno območje, ki omejuje njihovo natančnost do majhnega okna, razen če se ne uporabljajo linearizacijski tokokrogi ali druge tehnike kompenzacije. Nelinearni odziv povzroči, da so termistorji zelo občutljivi na spremembe temperature. Tudi majhnost in masa termistorja jim dajejo majhno toplotno maso, ki omogoča, da se termistor hitro odzove na spremembo temperature.

Vedenje

Termistorji so na voljo z negativnim ali pozitivnim temperaturnim koeficientom (NTC ali PTC). Termistor z negativnim temperaturnim koeficientom postane manj uporen, ker se temperatura poveča, medtem ko termistor s pozitivnim temperaturnim koeficientom povečuje upor, ko se njegova temperatura poveča. PTC termistorji se pogosto uporabljajo v seriji s komponentami, kjer lahko tokovi utegnejo povzročiti poškodbe. Kot uporovne komponente, ko tok teče skozi njih, termistorji ustvarjajo toploto, ki povzroča spremembo upora. Ker termistorji zahtevajo izvor toka ali napetostnega vira, je sprememba odpornosti na samozagrevanje neizogibna realnost s termistorji. V večini primerov so učinki samo-ogrevanja minimalni in nadomestilo je potrebno le, če je potrebna visoka natančnost.

Operativni načini

Termistorji se uporabljajo v dveh obratovalnih načinih, ki presegajo značilen način odpornosti proti temperaturi. Način napetosti-vs-tok uporablja termistor v stanju samozagrevanja, v stanju dinamičnega ravnovesja. Ta način se pogosto uporablja za merilnike pretoka, pri katerih bo sprememba pretoka tekočine preko termistorja povzročila spremembo moči, ki jo povzroči termistor, njegova upornost in tok ali napetost, odvisno od tega, kako se poganja. Termistor lahko upravljate tudi v tokovnem načinu, pri katerem je termistor izpostavljen tokovnemu toku. Tok bo povzročil, da se termistor samozagrevi, s čimer se poveča odpornost pri NTC termistorju in zaščita vezja iz visokonapetostnega konice. Alternativno se lahko uporablja PTC termistor v isti aplikaciji za zaščito pred visokimi tokovi.

Aplikacije

Termistorji imajo široko paleto aplikacij, pri čemer so najpogostejši neposredni temperaturni zaznavi in ​​prenapetost. Značilnosti termistorjev NTC in PTC se nanašajo na aplikacije, ki vključujejo:

Linearizacija

Zaradi nelinearnega odziva termistorjev so pogosto potrebne linearizacijske kroge, ki zagotavljajo dobro natančnost pri temperaturi. Odziv nelinearne odpornosti na temperaturo termistorja je podan z enačbo Steinhart-Hart, ki zagotavlja dobro odpornost na temperaturno krivuljo. Vendar pa nelinearna narava v praksi povzroči slabo natančnost, razen če se uporablja analogna analogna digitalna pretvorba z visoko ločljivostjo. Izvajanje preproste strojne linearizacije bodisi paralelne, serijske ali paralelne in serijske upornosti s termistorjem drastično izboljša linearnost odziva termistorjev in razširja operativno temperaturno okno termistorja za ceno določene natančnosti. Vrednosti odpornosti, uporabljene v linearizacijskih tokokrogih, je treba izbrati za centriranje temperaturnega okna za največjo učinkovitost.