Senzor temperature niske temperature

Jedan od najčešćih tipova temperaturnih senzora na tržištu je termistor, skraćena verzija "termički osjetljivog otpornika". Termistori su niskobudžetni senzori koji su vrlo robusni i robusni. Termistor je senzor temperature odabira za aplikacije koje zahtijevaju visoku osjetljivost i dobru točnost. Termistori su ograničeni na mali radni raspon radnih temperatura zbog njihovog nelinearnog odziva na temperaturu.

izgradnja

Termistori su dvije žice sastavljene od sinteriranih metalnih oksida koji su dostupni u nekoliko tipova paketa za podršku raznim aplikacijama. Najčešći paket termistora je mali stakleni kuglica promjera 0,5 do 5 mm s dvije žice. Termistori su također dostupni u površinskim montažnim paketima, diskovima i ugrađenim u cjevaste metalne sonde. Termistori staklenih kuglica su prilično hrapavi i robusni, pri čemu je najčešći način kvara koji oštećuje dvije vodove. Međutim, za primjene koji zahtijevaju veći stupanj ojačanosti, termistori stila metalne cijevi sonde omogućuju veću zaštitu.

Prednosti

Termistori imaju nekoliko prednosti, uključujući točnost, osjetljivost, stabilnost, vrijeme brzog odziva, jednostavnu elektroniku i nisku cijenu. Krug na sučelje s termistrom može biti jednako jednostavan kao izvlačenje otpornika i mjerenje napona preko termistora. Međutim, reakcija termistora na temperaturu vrlo je nelinearna i često se podešava na mali temperaturni raspon koji ograničava njihovu točnost na mali prozor, osim ako se koriste linearizacijski krugovi ili druge tehnike kompenzacije. Nelinearni odgovor čini termistore vrlo osjetljiv na promjene temperature. Također, mala veličina i masa termistora daju im malu termičku masu koja termistoru omogućuje brzu reakciju na promjenu temperature.

Ponašanje

Termistori su dostupni s negativnim ili pozitivnim koeficijentom temperature (NTC ili PTC). Termistor sa negativnim temperaturama koeffecient postaje manje buntovna, jer se temperatura povećava, dok termistorski s pozitivnom temperaturom koeffecient povećava otpor povećavajući njegovu temperaturu. PTC termistori često se koriste u serijama s komponentama u kojima strujni udari mogu uzrokovati oštećenja. Kao buntovne komponente, kada struja prolazi kroz njih, termistori stvaraju toplinu koja uzrokuje promjenu otpornosti. Budući da termistori zahtijevaju da strujni izvor ili izvor napona rade, promjena otpora izazvana samo-zagrijavanjem je neizbježna stvarnost s termistorima. U većini slučajeva efekti samo-grijanja su minimalni, a kompenzacija je potrebna samo kada je potrebna visoka točnost.

Načini rada

Termistori se koriste u dva načina rada izvan tipičnog otpora prema načinu rada temperature. Naponsko-strujni način rada koristi termistar u samo-grijanju, stabilnom stanju. Ovaj se način često koristi za mjerače protoka, gdje će promjena protoka tekućine preko termistora uzrokovati promjenu snage koju troši termistor, njegov otpor i struju ili napon, ovisno o načinu pokretanja. Termistor se također može raditi u strujnom vremenskom načinu rada, pri čemu je termistar podvrgnut struji. Struja će uzrokovati da se termistor pretvori u toplinu, povećavajući otpor u slučaju NTC termistora i štiteći strujni krug od visokog napona. Alternativno se PTC termistor u istom zahtjevu može koristiti za zaštitu od visokih strujnih udara.

Prijave

Termistori imaju širok raspon primjena, pri čemu su najčešće neposredno mjerenje temperature i supresija udara. Karakteristike NTC i PTC termistora mogu se primijeniti na aplikacije uključujući:

Linearizacija

Zbog nelinearnog odziva termistora, često se zahtijevaju linearizacijski krugovi za isporuku dobre točnosti na različitim temperaturama. Nelinearni odziv na temperaturu termistora daje se Steinhart-Hartovom jednadžbom koja daje dobru otpornost na prilagodbu krivulje temperature. Međutim, nelinearna priroda dovodi do slabe točnosti u praksi, osim ako se ne koristi analogna analiza visoke razlučivosti ili digitalna pretvorba. Provođenje jednostavne linearizacije hardvera paralelnog, serija ili paralelnog i serija otpornosti s termistrom drastično poboljšava linearnost termistorskog odziva i produljuje radni temperaturni prozor termistora uz cijenu neke točnosti. Vrijednosti otpora koje se koriste u linearizacijskim krugovima trebaju biti odabrane kako bi se centriranje prozora temperature za maksimalnu učinkovitost.