FoTU, termoelement, thermistor, IC-sensorfördelar och nackdelar med jämförelse
Att välja en temperaturavkännande produkt kan verka som en trivial fråga, men på grund av sorten
av tillgängliga produkter kan denna uppgift vara skrämmande. I den här artikeln kommer jag att beskriva fyra typer av
temperaturgivare (resistiva temperaturdetektorer (FOTU), termoelement, termistorer och
integrerade kretssensorer (IC) med digitala och analoga gränssnitt) och diskutera varje
och nackdelar med sensorer.
Ur systemsynpunkt är temperatursensorn lämplig för din applikation
beror på det önskade temperaturområdet, noggrannhet, linjäritet, lösningskostnad, funktion, effekt,
lösningsstorlek, monteringsmetod (ytmonteringsmetod och plug-in-metod och krets för genomstickshål
ombordinstallationsmetod) är också nödvändig för att stödja kretsen lätt att designa.
Fotu
Vid mätning av FOTU:s motståndskraft samtidigt som dess temperatur ändras är svaret nästan
linjärt, bete sig som ett motstånd. Som visas i figur 1 är foTU:s motståndskurva inte
helt linjärt, men har några graders avvikelse (en rak linje visas som referens) - men
mycket förutsägbart och omtestbart. För att kompensera för denna lilla icke-linjäritet har de flesta formgivare
digitalisera det uppmätta motståndsvärdet och använd uppseendetabellen i mikrokontrollern för att applicera
korrigeringsfaktorn. Repeterbarheten och stabiliteten i detta breda temperaturområde (ungefär
-250 ° C till + 750 ° C) gör FoTU extremt användbart i högprecisionstillämpningar, inklusive
Mätning av vätske- eller gastemperaturer i rör och stora kärl.
Komplexiteten hos de kretsar som används för att bearbeta den foTU-analoga signalen varierar avsevärt beroende på applikationen. Förstärkare och analoga till digitala omvandlare (ADC), som producerar sina egna fel, är oumbärliga. Ström levereras till sensorn endast när mätningen är nödvändig - på så sätt kan du också uppnå låg effektdrift, men detta gör kretsen mycket mer komplex. Dessutom kommer den effekt som krävs för att driva sensorn också att öka dess inre temperatur, vilket påverkar mätnoggrannheten. Denna självuppvärmningseffekt ger ett temperaturfel (som är korrekt men kräver ytterligare övervägande) på grund av endast några milliamperes ström. Tänk också på att trådsåriga platina-FO-kort eller tunnfilms-FO-kort kan vara ganska kostsamma, särskilt jämfört med kostnaden för IC-sensorer.
Termistor
Termistorer är en annan typ av resistiv sensor. Det finns en mängd olika tillgängliga thermistor, från
billiga produkter till högprecisionsprodukter och så vidare. Lågkostnads-, lågprecisions-termistorer
utföra enkla mätningar eller tröskeldetektering - dessa motstånd kräver flera komponenter
(t.ex. jämförelser, referens- och diskreta motstånd), men är mycket billiga och har
Icke-reaktiva linjära egenskaper för motståndstemperatur, vilket visas i figur 2. Om du behöver
mäta ett brett spektrum av temperaturer, måste du göra en hel del linjäriseringsarbete. Det kan vara
nödvändigt för att kalibrera flera temperaturpunkter. För att uppnå högre noggrannhet, dyrare och
mer termiskt tolerabla thermistor-matriser kan användas för att lösa detta icke-linjära problem, men
sådana matriser är i allmänhet mindre känsliga än en enda thermistor.
Eftersom system med flera färdpoäng ger komplexitet och kostnad används vanligtvis lågkostnads-termistorer
endast för applikationer med minimala funktionskrav, inklusive brödrostar, kaffebryggare,
kylskåp och hårtorkar. Dessutom är termistorerna föremål för självuppvärmningsproblem
(vanligtvis vid högre temperaturer, där deras motstånd är lägre). Precis som med FoTU är grundorsaken
av oförmågan att använda en thermistor vid låg matningsspänningar har ännu inte hittats - men kom ihåg
att den lägre fullskaliga utgången, desto mer direkt omvandlas den till ett system baserat på
egenskaper hos en analog till digital omvandlare Desto lägre känslighet. Liten effekt
applikationer kräver också ökad krets komplexitet för att vara känsliga för brus-inducerade fel.
Termistorerna kan användas över temperaturområdet -100 ° C till + 500 ° C, även om de flesta
termistorerna är klassade för ett maximalt driftstemperaturområde på + 100 ° C till + 150 ° C.
Termoelement
Termoelementet innehåller kontakter av två ledningar av olika material. Till exempel kan du
J-typ termoelement är gjord av järn och konstantan. Som visas i bild 3 är kontakten 1 placerad
vid den temperatur som ska mätas, medan kontakt 2 och kontakt 3 placeras vid olika
temperaturer mätt med LM35 analog temperaturgivare. Utgångsspänningen är
ungefär i proportion till skillnaden mellan dessa två temperaturvärden.
Bild 3: Använda LM35 för termoelement ersättning för kall korsning
Eftersom termoelement har mycket låg känslighet (i storleksordningen tiotals mikrovolt per grad
Celsius), behöver du lågförskjutningsförstärkare för att producera användbara utgångsspänningar. I driften
termoelementet, icke-linjäriteten i temperatur-till-spänningsöverföringsfunktionen
kräver ofta en kompensationskrets eller ett uppspänd bord, liksom FoTU och termoelement. Emellertid
trots dessa nackdelar är termoelement fortfarande mycket populära, särskilt för ugnar, varmvattenberedare
ugnar, provningsutrustning och andra industriella processer - på grund av den låga termiska massan hos
termoelement och driftstemperaturområdet Förlängs till 2300 °C eller mer) är mycket brett.
IC-sensor
IC-sensorn arbetar över ett temperaturområde på -55 ° C till + 150 ° C - flera IC-sensorer är
tillgänglig för drift upp till + 200 ° C. Det finns olika typer av integrerade IC-sensorer, men
de fyra vanligaste integrerade IC-sensorerna är analoga utgångsenheter, digitala gränssnittsenheter,
fjärrtemperaturgivare och integrerade IC-sensorer (temperaturbrytare) med termostat
Funktioner. Analoga utgångsenheter (vanligtvis spänningsutgångar, men vissa har också strömutgångar)
är de mest passiva lösningarna när de kräver en ADC för att digitalisera utgångssignalen. Digital
Interface Devices Tvåtrådsgränssnitt (I2C eller PMBus) används oftast och har en inbyggd
Adc.
Förutom att inkludera en lokal temperaturgivare har fjärrtemperaturgivaren också en eller flera
fler ingångar för att övervaka fjärrdiodtemperaturen - de placeras oftast i en mycket
integrerat digitalt IC, t.ex. en processor eller fältprogrammabel grindmatris 】)in. Termostaten
ger ett enkelt larm när temperaturtröskeln uppnås.
Användningen av IC-sensorer erbjuder ett antal fördelar, bland annat: låg energiförbrukning; litet paket
storlekar (några små 0,8 mm x 0,8 mm); och låg enhetskostnad för vissa program. Eftersom
IC-sensorn kalibreras under produktionsprovningen, ingen ytterligare kalibrering behövs. De
används ofta i fitnessspårapplikationer, bärbara produkter, datorsystem, data
loggers och fordonsapplikationer.
Erfarna styrelsedesigners kommer att använda den lämpligaste lösningen baserat på slutprodukten
Krav. Tabell 1 visar de relativa styrkorna/svagheterna hos varje temperaturgivare.
Tabell 1: FoTU, termoelement, termoelement och IC-sensor relativa fördelar och nackdelar
Lägg till: Nr. 16, Väg 3, Sanjiang Industry Zone, Shengzhou, Zhejiang, Kina
Kontakt:Eric Xie
E-post:sale@benoelectric.com
Mobb: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat & Whatsapp: +8615988295936
Hemsida:www.benoindustry.com
