JPJ, termocouple, ahli termistor, kelebihan sensor IC dan kekurangan perbandingan
Memilih produk penderiaan suhu mungkin kelihatan seperti perkara remeh, tetapi kerana pelbagai
produk yang ada, tugas ini boleh menakutkan. Dalam artikel ini, saya akan menerangkan empat jenis
sensor suhu (pengesan suhu resistive (JPJ), termocouples, termostor, dan
sensor litar bersepadu (IC) dengan antara muka digital dan analog) dan membincangkan setiap Kelebihan
dan Kelemahan Sensor.
Dari sudut pandangan tahap sistem, sensor suhu sesuai untuk permohonan anda akan
bergantung kepada julat suhu yang diperlukan, ketepatan, lineariti, kos penyelesaian, fungsi, kuasa,
saiz penyelesaian, kaedah pelekap (kaedah gunung permukaan dan kaedah plug-in lubang dan litar
kaedah pemasangan papan) juga perlu untuk menyokong litar mudah untuk mereka bentuk.
B
Sambil mengukur rintangan JPJ sambil mengubah suhunya, sambutan hampir
linear, berkelakuan seperti resistor. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, lengkung rintangan JPJ tidak
linear sepenuhnya, tetapi mempunyai beberapa darjah penyelewengan (garis lurus ditunjukkan untuk rujukan) - tetapi
sangat diramalkan dan boleh dikemakkan semula. Untuk mengimbangi sedikit ketidakpatuhan ini, kebanyakan pereka
mendigitalkan nilai rintangan yang diukur dan gunakan jadual look-up dalam mikrokontroller untuk memohon
faktor pembetulan. Kebolehulanggan dan kestabilan dalam julat suhu yang luas ini (kira-kira
-250 ° C ke + 750 ° C) menjadikan JPJ sangat berguna dalam aplikasi ketepatan tinggi, termasuk
pengukuran suhu cecair atau gas dalam paip dan kapal besar.
Kerumitan litar yang digunakan untuk memproses isyarat analog JPJ berbeza-beza bergantung kepada permohonan. Penguat dan penukar analog-ke-digital (ADC), yang menghasilkan kesilapan mereka sendiri, sangat diperlukan. Kuasa dibekalkan kepada sensor hanya apabila pengukuran diperlukan - dengan cara ini anda juga boleh mencapai operasi kuasa yang rendah, tetapi ini menjadikan litar lebih kompleks. Selain itu, kuasa yang diperlukan untuk kuasa sensor juga akan meningkatkan suhu dalamannya, sekali gus menjejaskan ketepatan pengukuran. Kesan pemanasan kendiri ini menghasilkan kesilapan suhu (yang boleh diperbetulkan tetapi memerlukan pertimbangan lanjut) kerana hanya beberapa miliamperes arus. Juga, perlu diingat bahawa JPJ platinum dawai atau JPJ filem nipis boleh menjadi agak mahal, terutamanya jika dibandingkan dengan kos sensor IC.
Thermistor
Thermistors adalah satu lagi jenis sensor resistive. Terdapat pelbagai ahli kandung yang ada, dari
produk murah kepada produk bertepatan tinggi, dan sebagainya. Pengawas bertepatan rendah, rendah ketepatan
melakukan pengukuran mudah atau pengesanan ambang - resistor ini memerlukan pelbagai komponen
(seperti perbandingan, rujukan dan resistor diskrite), tetapi sangat murah dan mempunyai
sifat rintangan Linear bukan reaktif, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Jika anda perlu
mengukur pelbagai suhu, anda perlu melakukan banyak kerja linearisasi. Ia mungkin
perlu untuk menentukur beberapa titik suhu. Mencapai ketepatan yang lebih tinggi, lebih mahal dan
pelbagai temistor yang lebih bertolak ansur boleh digunakan untuk membantu menyelesaikan masalah ini, tetapi
arwah itu secara amnya kurang sensitif daripada ahli terrmistor tunggal.
Kerana sistem titik pelbagai perjalanan menambah kerumitan dan kos, terrmistor kos rendah biasanya digunakan
hanya untuk permohonan dengan keperluan fungsian yang minimum, termasuk pemanggak, pembuat kopi,
peti sejuk, dan pengering rambut. Di samping itu, ahli tersebut tertakluk kepada masalah pemanasan diri
(biasanya pada suhu yang lebih tinggi, di mana rintangan mereka lebih rendah). Seperti JPJ, punca akar
ketidakupayaan untuk menggunakan terrmistor pada voltan bekalan rendah belum dijumpai - tetapi ingat
bahawa semakin rendah output berskala penuh, semakin langsung ia ditukar kepada sistem berdasarkan
ciri-ciri penukar analog-ke-digital semakin rendah sensitiviti. Kuasa kecil
aplikasi juga memerlukan peningkatan kerumitan litar untuk peka dengan kesilapan yang disebabkan oleh bunyi bising.
Thermistors boleh dikendalikan melalui julat suhu -100 ° C hingga + 500 ° C, walaupun kebanyakan
terrmistor dinilai untuk julat suhu operasi maksimum + 100 ° C hingga + 150 ° C.
Thermocouple
Thermocouple termasuk kenalan dua wayar yang diperbuat daripada bahan yang berbeza. Sebagai contoh,
Temocouple jenis J diperbuat daripada besi dan malar. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, kenalan 1 terletak
pada suhu yang akan diukur, manakala kenalan 2 dan kenalan 3 diletakkan pada
suhu seperti yang diukur dengan sensor suhu analog LM35. Voltan output adalah
kira-kira berkadar dengan perbezaan antara kedua-dua nilai suhu.
Rajah 3: Menggunakan LM35 untuk pampasan persimpangan sejuk termosak
Kerana termocouples mempunyai sensitiviti yang sangat rendah (pada susunan puluhan mikrovolt setiap darjah
Celsius), anda memerlukan penguat rendah untuk menghasilkan voltan output yang boleh digunakan. Dalam operasi
pelbagai termocouple, bukan linearity dalam fungsi pemindahan suhu ke voltan
sering memerlukan litar pampasan atau jadual carian, seperti JPJ dan termocouple. Walau bagaimanapun
walaupun kelemahan ini, termocouples masih sangat popular, terutamanya untuk ketuhar, pemanas air
, kilns, peralatan ujian dan proses perindustrian lain - kerana jisim haba yang rendah
thermocouple dan julat suhu operasi Dilanjutkan hingga 2300 °C atau lebih) adalah sangat luas.
Pengesan IC
Sensor IC beroperasi sepanjang julat suhu -55 ° C hingga + 150 ° C - beberapa sensor IC
boleh didapati untuk operasi sehingga + 200 ° C. Terdapat pelbagai jenis sensor IC bersepadu, tetapi
empat sensor IC bersepadu yang paling biasa adalah peranti output analog, peranti antara muka digital,
sensor suhu jauh, dan sensor IC bersepadu (suis suhu) dengan termostat
Fungsi. Peranti output analog (biasanya output voltan, tetapi ada juga yang mempunyai output semasa)
adalah penyelesaian yang paling pasif apabila mereka memerlukan ADC untuk mendigibilkan isyarat output. Digital
Antara muka Peranti Dua wayar antara muka (I2C atau PMBus) paling biasa digunakan dan mempunyai terbina dalam
ADC.
Selain termasuk sensor suhu tempatan, sensor suhu jauh juga mempunyai satu atau
lebih banyak input untuk memantau suhu diod jauh - mereka paling sering diletakkan dalam
IC digital bersepadu seperti pemproses atau array pintu pengaturcaraan medan 】)in. Termostat
menyediakan penggera mudah apabila ambang suhu dicapai.
Penggunaan sensor IC menawarkan beberapa faedah, termasuk: penggunaan kuasa yang rendah; Pakej kecil
saiz (beberapa kecil 0.8mm x 0.8mm); dan kos peranti rendah untuk sesetengah aplikasi. Di samping itu, sejak
sensor IC ditentukur semasa ujian pengeluaran, tiada penentukuran lanjut diperlukan. Mereka
biasanya digunakan dalam aplikasi trek kecergasan, produk boleh pakai, sistem pengkomputeran, data
pembalak dan aplikasi automotif.
Pereka papan yang berpengalaman akan menggunakan penyelesaian yang paling sesuai berdasarkan produk akhir
Keperluan. Jadual 1 menunjukkan kekuatan relatif / kelemahan setiap sensor suhu.
Jadual 1: JPJ, termrmistor, termocouple dan kelebihan relatif sensor IC dan kekurangan
Tambah: No. 16, Road 3, Zon Industri Sanjiang, Shengzhou, Zhejiang, China
Hubungi:Eric Xie
E-mel:sale@benoelectric.com
Mob: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat & Whatsapp: +8615988295936
Laman Web:www.benoindustry.com
