مزایا و معایب RTD ، ترموکوپل ، ترمیستور ، سنسور IC
انتخاب یک محصول سنجش دما ممکن است امری بی اهمیت به نظر برسد ، اما به دلیل تنوع
از محصولات موجود ، این کار می تواند دلهره آور باشد. در این مقاله ، من چهار نوع از آنها را شرح می دهم
سنسورهای دما (ردیاب های مقاومت مقاومتی (RTDs) ، ترموکوپل ها ، ترمیستورها و
سنسورهای مدار مجتمع (IC) با رابط های دیجیتال و آنالوگ) و در مورد هر یک از مزایا بحث کنید
و معایب سنسورها.
از نقطه نظر سطح سیستم ، سنسور دما برای کاربرد شما مناسب است
بستگی به محدوده دما مورد نیاز ، دقت ، خطی بودن ، هزینه محلول ، عملکرد ، قدرت ،
اندازه محلول ، روش نصب (روش نصب سطح و روش پلاگین داخل سوراخ و مدار
روش نصب صفحه) نیز برای پشتیبانی از مدار طراحی آسان ضروری است.
RTD
در حالی که مقاومت RTD را هنگام تغییر دما اندازه گیری می کنید ، پاسخ تقریباً است
خطی ، مانند مقاومت رفتار می کند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است ، منحنی مقاومت RTD نیست
کاملاً خطی است ، اما دارای چند درجه انحراف است (یک خط مستقیم برای مرجع نشان داده شده است) - اما
بسیار قابل پیش بینی و قابل آزمایش مجدد. برای جبران این غیر خطی بودن جزئی ، بیشتر طراحان
مقدار مقاومت اندازه گیری شده را دیجیتالی کنید و برای اعمال از جدول جستجو در میکروکنترلر استفاده کنید
عامل تصحیح تکرارپذیری و پایداری در این محدوده دمایی گسترده (حدود
-250 درجه سانتیگراد تا +750 درجه سانتیگراد) RTD را در کاربردهای با دقت بالا از جمله بسیار مفید می کند
اندازه گیری دمای مایع یا گاز در لوله ها و ظروف بزرگ.
پیچیدگی مدارهای مورد استفاده برای پردازش سیگنال آنالوگ RTD بسته به نوع کاربرد کاملاً متفاوت است. تقویت کننده ها و مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC) که خطاهای خاص خود را ایجاد می کنند ، ضروری نیستند. فقط در صورت لزوم اندازه گیری ، سنسور تغذیه می شود - از این طریق می توانید به عملکرد کم انرژی نیز دست پیدا کنید ، اما مدار مدار را بسیار پیچیده تر می کند. علاوه بر این ، قدرت مورد نیاز برای تغذیه سنسور نیز دمای داخلی آن را افزایش می دهد ، بنابراین بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. این اثر گرمایش از خود باعث ایجاد خطای دما می شود (که قابل اصلاح است اما نیاز به بررسی بیشتری دارد) فقط به دلیل چند میلی آمپر جریان. همچنین ، به خاطر داشته باشید که RTD های پلاتینی سیم پیچ دار یا RTD های فیلم نازک می توانند بسیار پرهزینه باشند ، به خصوص هنگامی که با هزینه سنسورهای IC مقایسه شوند.
ترمیستور
ترمیستورها نوع دیگری از سنسورهای مقاومت هستند. انواع ترمیستور موجود ، از
محصولات ارزان قیمت به محصولات با دقت بالا و غیره. ترمیستور کم هزینه و با دقت کم
اندازه گیری های ساده یا تشخیص آستانه را انجام دهید - این مقاومت ها به اجزای مختلفی نیاز دارند
(مانند مقایسه کننده ها ، مقاومت های مرجع و گسسته) ، اما بسیار ارزان و دارای قیمت بالایی هستند
خواص دمایی مقاومت خطی غیر واکنشی ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است
طیف گسترده ای از دما را اندازه گیری کنید ، شما باید کارهای خطی سازی زیادی انجام دهید. ممکن است
برای کالیبراسیون چندین نقطه دما لازم است. برای دستیابی به دقت بالاتر ، گران تر و
برای حل این مشکل غیرخطی می توان از آرایه های ترمیستوری قابل تحمل حرارتی بیشتری استفاده کرد ، اما
این آرایه ها به طور کلی حساسیت کمتری نسبت به یک ترمیستور دارند.
از آنجا که سیستم های چند سفره نقطه پیچیدگی و هزینه را به وجود می آورند ، معمولاً از ترمیستورهای کم هزینه استفاده می شود
فقط برای برنامه هایی با حداقل نیازهای عملکردی ، از جمله توستر ، دستگاه های قهوه ساز ،
یخچال و سشوار. علاوه بر این ، ترمیستورها در معرض مشکلات خود گرم شدن هستند
(معمولاً در دماهای بالاتر ، جایی که مقاومت آنها کمتر است). همانند RTD ، علت اصلی آن
هنوز نتوانسته است از ترمیستور در ولتاژهای پایین استفاده کند - اما به یاد داشته باشید
که هرچه خروجی در مقیاس کامل کمتر باشد ، مستقیمتر به سیستم مبتنی بر تبدیل می شود
ویژگی های مبدل آنالوگ به دیجیتال حساسیت پایین تر است. کم قدرت
برنامه ها همچنین برای افزایش حساسیت به خطاهای ناشی از سر و صدا به پیچیدگی مدار نیاز دارند.
ترمیستورها را می توان در محدوده دمایی -100 درجه سانتیگراد تا + 500 درجه سانتیگراد کار کرد ، اگرچه بیشترین دما را دارند
ترمیستورها برای حداکثر دامنه دمای کار از 100 C تا + 150 C. درجه بندی می شوند.
ترموکوپل
ترموکوپل شامل تماس دو سیم ساخته شده از مواد مختلف است. مثلا،
ترموکوپل نوع J از آهن و کنستانستان ساخته شده است. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است ، تماس 1 واقع شده است
در دمای اندازه گیری ، در حالی که تماس 2 و تماس 3 در مکان های مختلف قرار می گیرند
دما با حسگر دما آنالوگ LM35 اندازه گیری می شود. ولتاژ خروجی است
تقریباً متناسب با اختلاف بین این دو مقدار دما.
شکل 3: استفاده از LM35 برای جبران اتصال سرد ترموکوپل
زیرا ترموکوپل ها حساسیت بسیار کمی دارند (به ترتیب ده ها میکروولت در درجه
برای تولید ولتاژهای خروجی قابل استفاده ، به تقویت کننده های کم جبران نیاز دارید. در حال عمل است
محدوده ترموکوپل ، غیر خطی بودن در عملکرد انتقال دما به ولتاژ است
مانند RTD و ترموکوپل اغلب به مدار جبران یا جدول نگاه نیاز دارد. با این حال،
علیرغم این اشکالات ، ترموکوپل ها خصوصاً برای اجاق ها ، بخاری ها هنوز هم بسیار محبوب هستند
، کوره ها ، تجهیزات آزمایش و سایر فرآیندهای صنعتی - به دلیل جرم حرارتی پایین
ترموکوپل و دامنه دمای عملیاتی تا 2300 ℃ یا بیشتر) بسیار گسترده است.
سنسور IC
سنسور IC در محدوده دما -55 ° C تا + 150 ° C کار می کند - چندین سنسور IC وجود دارد
برای فعالیت تا دمای 200 درجه سانتیگراد در دسترس است. انواع مختلفی از سنسورهای IC مجتمع وجود دارد ، اما
چهار سنسور رایج متداول IC ، دستگاه های خروجی آنالوگ ، دستگاه های رابط دیجیتال ،
سنسورهای دما از راه دور ، و سنسورهای IC مجتمع (سوئیچ دما) با ترموستات
کارکرد. دستگاه های خروجی آنالوگ (به طور معمول خروجی ولتاژ ، اما بعضی از آنها دارای خروجی جریان نیز هستند)
منفعل ترین راه حل ها هستند که برای دیجیتالی کردن سیگنال خروجی به ADC نیاز دارند. دیجیتال
دستگاه های رابط رابط های دو سیمه (I2C یا PMBus) معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند و دارای داخلی هستند
ADC
علاوه بر گنجاندن سنسور دمای محلی ، سنسور دمای از راه دور دارای یک یا
ورودی های بیشتری برای نظارت بر دمای دیود از راه دور - آنها اغلب در یک مکان بسیار بالا قرار می گیرند
آی سی دیجیتال یکپارچه مانند پردازنده یا آرایه گیت قابل برنامه ریزی میدانی ...) در. ترموستات
با رسیدن به آستانه دما زنگ هشدار ساده ای را فراهم می کند.
استفاده از سنسورهای IC مزایای مختلفی را به همراه دارد ، از جمله: بسته کوچک
اندازه ها (برخی از اندازه های کوچک 0.8 میلی متر x 0.8 میلی متر) ؛ و هزینه کم دستگاه برای برخی از برنامه ها. علاوه بر این ، از آن زمان
سنسور IC در طول تست تولید کالیبره می شود ، دیگر نیازی به کالیبراسیون نیست. آنها
معمولاً در برنامه های پیست تناسب اندام ، محصولات پوشیدنی ، سیستم های محاسباتی ، داده ها استفاده می شود
برنامه نویسان و برنامه های خودرو.
طراحان باتجربه از مناسب ترین راه حل مبتنی بر محصول نهایی استفاده خواهند کرد
الزامات. جدول 1 نقاط قوت / ضعف نسبی هر سنسور دما را نشان می دهد.
جدول 1: مزایا و معایب نسبی RTD ، ترمیستور ، ترموکوپل و سنسور IC
افزودن: شماره 16 ، جاده 3 ، منطقه صنعت سانجیانگ ، Shengzhou ، ژجیانگ ، چین
تماس: اریک زی
پست الکترونیک:sale@benoelectric.com
اوباش: +861598895936
اسکایپ:ericxie123@outlook.com
آمپ Wechat GG؛ Whatsapp: +8615988295936
وب سایت: www.benoindustry.com
