Ev gotara yekem e ji rêze du beş. Ev gotar dê pêşî li ser dîrok û kêşeyên sêwiranê nîqaş bikegermahiya-based thermistorpergalên pîvandinê, û hem jî berhevdana wan bi pergalên pîvandina germahiya termometreya berxwedanê (RTD). Ew ê di vê qada serîlêdanê de bijartina thermistor, danûstandinên vesazkirinê, û girîngiya veguhezerên analog-bo-dîjîtal ên sigma-delta (ADC) jî diyar bike. Gotara duyemîn dê hûrgulî bike ka meriv çawa pergala pîvandinê ya paşîn a termîstorê xweşbîn û binirxîne.
Wekî ku di rêzika gotara berê de hatî destnîşan kirin, Optimîzekirina Pergalên Sensora Germahiya RTD, RTD berxwedanek e ku berxwedana wê bi germahiyê re diguhere. Thermistors bi heman rengî RTD-ê dixebitin. Berevajî RTDs, ku tenê xwedan hevrêzek germahiya erênî ye, termîstorek dikare xwedan germahiya erênî an neyînî be. Termistorên hevsengiya germahiya negatîf (NTC) her ku germahî zêde dibe berxwedana xwe kêm dikin, dema ku germahî zêde dibe termistorên hevahengiya germahiya erênî (PTC) berxwedana xwe zêde dikin. Li ser hêjîrê. 1 taybetmendiyên bersivê yên termistorên NTC û PTC yên tîpîk nîşan dide û wan bi kelûpelên RTD re berhev dike.
Di warê rêza germahiyê de, kêşeya RTD hema hema xêz e, û senzor ji ber xwezaya ne-xêz (berfireh) ya termîstorê ji termistoran (bi gelemperî -200 °C heta +850 °C) rêjeyek germahiyek pir firehtir vedigire. RTD bi gelemperî di kêşeyên standardkirî yên naskirî de têne peyda kirin, dema ku kemên thermistor ji hêla çêker ve têne guhertin. Em ê di beşa rêberê hilbijartina termîstor a vê gotarê de bi hûrgulî li ser vê yekê nîqaş bikin.
Termistor ji materyalên tevlihev, bi gelemperî seramîk, polîmer, an nîvconductors (bi gelemperî oksîtên metal) û metalên paqij (platîn, nîkel, an sifir) têne çêkirin. Thermistors dikarin guheztinên germahiyê ji RTD-an zûtir tespît bikin, û bertekên zûtir peyda dikin. Ji ber vê yekê, termistor bi gelemperî ji hêla senzoran ve di serîlêdanên ku hewceyê lêçûnek kêm, mezinahiya piçûk, bersivek zûtir, hestiyariya bilindtir, û rêza germahiya tixûbdar, wek kontrolkirina elektronîk, kontrolkirina xanî û avahiyê, laboratîfên zanistî, an tezmînata girêdana sar ji bo thermocouples di bazirganî de têne bikar anîn. an sepanên pîşesaziyê. armancên. Applications.
Di pir rewşan de, termistorên NTC ji bo pîvandina germahiya rast têne bikar anîn, ne termistorên PTC. Hin termistorên PTC hene ku dikarin di çerxên parastina zêde de an jî wekî sîgorteyên vesazkirî yên ji bo sepanên ewlehiyê werin bikar anîn. Kevirê berxwedan-germahiya termîstorek PTC herêmek NTC ya pir piçûk nîşan dide berî ku bigihîje xala veguheztinê (an xala Curie), ku li jorê wê berxwedan bi çend rêzikên mezinahiyê di navbera çend dereceyên Celsius de bi tundî bilind dibe. Di bin şert û mercên zêde de, termîstora PTC-ê dema ku germahiya veguheztinê derbas bibe dê xwe-germkirinek xurt çêbike, û berxwedana wê bi tundî bilind bibe, ku ev ê heyama têketina pergalê kêm bike, bi vî rengî pêşî li zirarê bigire. Xala guhastinê ya termistorên PTC bi gelemperî di navbera 60 ° C û 120 ° C de ye û ji bo kontrolkirina pîvandinên germahiyê di cûrbecûr serlêdanan de ne maqûl e. Vê gotarê balê dikişîne ser termîstorên NTC, ku bi gelemperî dikarin germahiyên ji -80 °C heta +150 °C bipîvin an çavdêrî bikin. Termistorên NTC xwedî rêjeyên berxwedanê ne ku ji çend ohms heya 10 MΩ di 25 ° C de ne. Wekî ku di jimarê de tê nîşandan. 1, guherîna berxwedanê ya bi dereceya Celsius ji bo termîstoran ji termometreyên berxwedanê bêtir diyar e. Li gorî termîstoran, hesasiyeta bilind û nirxa berxwedanê ya bilind çerxa têketina wê hêsan dike, ji ber ku termistor ji bo telafîkirina berxwedana pêşengiyê hewcedarî veavakirina têlkirina taybetî, wek 3-têl an 4-têl, nîne. Sêwirana termîstor tenê veavakirinek 2-têl a hêsan bikar tîne.
Pîvana germahiya-based thermistor-a-rast-bilind pêdivî bi pêvajoyek îşaretê ya rast, veguheztina analog-bo-dîjîtal, xêzkirin, û tezmînatê hewce dike, wekî ku di Fig. 2.
Her çend zincîra sînyalê hêsan xuya bike jî, çend tevlihevî hene ku bandorê li mezinahî, lêçûn û performansa tevahiya dayikê dike. Portfolioya ADC ya rastîn a ADI gelek çareseriyên yekbûyî vedihewîne, wek AD7124-4 / AD7124-8, ku ji bo sêwirana pergala germahiyê gelek feydeyan peyda dike ji ber ku piraniya blokên avahiyê yên ku ji bo serîlêdanê hewce ne têne çêkirin. Lêbelê, di sêwirandin û xweşbînkirina çareseriyên pîvandina germahiya-based thermistor de dijwariyên cihêreng hene.
Ev gotar her yek ji van pirsgirêkan nîqaş dike û ji bo çareserkirina wan û hêsantirkirina pêvajoya sêwiranê ji bo pergalên weha pêşniyaran dide.
Cûreyên cûrbecûr heneTermistorên NTCîro li sûkê, ji ber vê yekê hilbijartina termîstorê rast ji bo serîlêdana we dikare bibe karekî dijwar. Bala xwe bidinê ku termistor ji hêla nirxa xwe ya binavkirî ve têne navnîş kirin, ku berxwedana wan a binavkirî li 25 ° C ye. Ji ber vê yekê, termîstorek 10 kΩ di 25 ° C de berxwedanek binavkirî ya 10 kΩ heye. Thermistors nirxên berxwedanê yên binavkirî an bingehîn hene ku ji çend ohms heta 10 MΩ ne. Termistorên bi rêjeyên berxwedanê yên kêm (berxwedana binavkirî 10 kΩ an kêmtir) bi gelemperî rêzikên germahiyê yên kêmtir piştgirî dikin, wek -50 °C heta +70 °C. Termistorên bi rêjeyên berxwedanê yên bilindtir dikarin li germahiyên heya 300 °C bisekinin.
Elementa termîstor ji oksîdê metal tê çêkirin. Termistor di şiklên top, radial û SMD de hene. Kulîlkên thermistor ji bo parastina zêde bi epoksî an cam vegirtî ne. Termistorên topê yên bi epoksî, termîstorên radîkal û rûkalê ji bo germahiyên heya 150°C minasib in. Termistorên berikên cam ji bo pîvandina germahiya bilind minasib in. Hemî cûreyên cil û bergan jî li dijî korozyonê diparêzin. Hin termîstor dê ji bo parastina zêde di hawîrdorên dijwar de xaniyên din jî hebin. Termistorên bead ji termistorên radial / SMD demek bersivê zûtir in. Lêbelê, ew ne ew qas domdar in. Ji ber vê yekê, celebê termîstora ku tê bikar anîn bi serîlêdana dawî û jîngeha ku termîstor tê de ye ve girêdayî ye. Stabiliya demdirêj a termîstor bi materyal, pakkirin û sêwirana wê ve girêdayî ye. Mînakî, termîstorek NTC-ê ku bi epoksî hatî pêçand dikare salê 0,2 °C biguhezîne, dema ku termîstorek girtî tenê salê 0,02 °C diguhezîne.
Thermistors bi rastbûna cûda têne. Termistorên standard bi gelemperî rastbûna 0,5 °C heta 1,5 °C heye. Rêjeya berxwedana termîstor û nirxa betayê (rêjeya 25°C ber 50°C/85°C) xwedan tolerans e. Bala xwe bidinê ku nirxa beta ya thermistor li gorî çêkerê diguhere. Mînakî, termistorên 10 kΩ NTC yên ji hilberînerên cihêreng dê xwediyê nirxên beta yên cihê bin. Ji bo pergalên rasttir, termistorên wekî rêzikên Omega™ 44xxx dikarin werin bikar anîn. Rastiya wan 0,1°C an 0,2°C li ser germahiya 0°C heya 70°C heye. Ji ber vê yekê, rêza germahiyên ku dikarin werin pîvandin û rastbûna ku li ser wê rêza germahiyê hewce dike diyar dike ka termistor ji bo vê serîlêdanê maqûl in. Ji kerema xwe not bikin ku rastbûna rêzikên Omega 44xxx çiqasî bilindtir be, lêçûn jî bilindtir dibe.
Ji bo veguheztina berxwedanê bi dereceyên Celsius, nirxa beta bi gelemperî tê bikar anîn. Nirxa beta bi zanîna du xalên germahiyê û berxwedana têkildar li her xala germahiyê tê destnîşankirin.
RT1 = Berxwedana germahiyê 1 RT2 = Berxwedana germê 2 T1 = Germahiya 1 (K) T2 = Germahiya 2 (K)
Bikarhêner nirxa betayê ya herî nêzê germahiya ku di projeyê de hatî bikar anîn bikar tîne. Piraniya daneyên termîstor nirxek beta digel toleransek berxwedanê li 25 ° C û toleransek ji bo nirxa beta navnîş dikin.
Termistorên pêbawer ên bilindtir û çareseriyên bidawîkirina rastdariya bilind ên wekî rêzika Omega 44xxx hevkêşeya Steinhart-Hart bikar tînin da ku berxwedanê bi dereceyên Celsius veguherînin. Wekheviya 2 hewceyê sê domdar A, B, û C hewce dike, ku dîsa ji hêla hilberînerê sensor ve hatî peyda kirin. Ji ber ku hevkêşeyên hevkêşan bi karanîna sê xalên germahiyê têne çêkirin, hevkêşana encam xeletiya ku ji hêla xêzkirinê ve hatî destnîşan kirin (bi gelemperî 0,02 °C) kêm dike.
A, B û C domdar in ku ji sê xalên germahiyê têne derxistin. R = berxwedana termîstor di ohms de T = germahî bi K derece
Li ser hêjîrê. 3 heyecana heyî ya senzorê nîşan dide. Herikîna ajotinê li termîstorê tê sepandin û heman herik li bergiriya rast tê sepandin; ji bo pîvandinê wekî referansek berxwedêrek rastîn tê bikar anîn. Nirxa berxwedana referansê divê ji nirxa herî bilind a berxwedana termîstorê mezintir an wekhev be (li gorî germahiya herî nizm a ku di pergalê de tê pîvandin ve girêdayî ye).
Dema ku hilbijarka hilanînê hilbijêrin, divê berxwedana herî zêde ya termîstor dîsa were hesibandin. Ev piştrast dike ku voltaja li seranserê senzor û berxwedêra referansê her gav di astek ku ji elektronîkî re tê pejirandin de ye. Jêdera heyî ya zeviyê hin berhevoka serî an encamnameyê hewce dike. Ger termîstor di germahiya herî hindik a pîvandî de xwedan berxwedanek bilind be, ev ê bibe sedema herikîna ajotinê ya pir kêm. Ji ber vê yekê, voltaja ku di germahiya bilind de li seranserê termîstorê tê hilberandin piçûk e. Qonaxên qezenckirina bernamekirî dikarin werin bikar anîn da ku pîvana van nîşanên asta nizm xweştir bikin. Lêbelê, pêdivî ye ku pêdivî bi dînamîkî were bernamekirin ji ber ku asta nîşana termîstor bi germahiyê re pir diguhere.
Vebijêrkek din ev e ku hûn qezencê saz bikin lê niha ajokera dînamîkî bikar bînin. Ji ber vê yekê, her ku asta sînyala ji termîstor diguhezîne, nirxa niha ya ajotinê bi dînamîk diguhezîne da ku voltaja ku li seranserê termîstorê hatî pêşve xistin di nav rêza têketina diyarkirî ya cîhaza elektronîkî de be. Bikarhêner pêdivî ye ku pê ewle bibe ku voltaja ku li ser berxwedana referansê hatî pêşve xistin di heman demê de di astek ku ji elektronîkî re tê pejirandin de ye. Her du vebijark hewceyê astek bilind a kontrolê, çavdêriya domdar a voltaja li seranserê termîstorê hewce dike da ku elektronîk bikaribe nîşanê bipîve. Vebijêrkek hêsantir heye? Hêza voltajê bifikirin.
Dema ku voltaja DC li termîstorê tê sepandin, dema ku berxwedana termîstorê diguhere, herikîna bi termîstor bixweber mezin dibe. Naha, li şûna berxwedêrek referansê bertekek pîvana rast bikar tîne, mebesta wê ew e ku hêjeya ku di termîstorê re diherike hesab bike, bi vî rengî dihêle ku berxwedana termîstor were hesibandin. Ji ber ku voltaja ajotinê jî wekî nîşana referansa ADC-ê tê bikar anîn, qonaxek qezencê ne hewce ye. Prosesor ne karê çavdêriya voltaja termîstorê ye, diyar dike ka asta sînyalê dikare ji hêla elektronîkî ve were pîvandin, û hesab bike ka çi qezenca ajotinê / nirxa heyî divê were sererast kirin. Ev rêbaz e ku di vê gotarê de tê bikaranîn.
Ger termîstor xwedan rêjeyek berxwedanê û rêza berxwedanê ya piçûk be, voltaj an jî heyecana heyî dikare were bikar anîn. Di vê rewşê de, herikîna ajotinê û qezencê dikare were sererast kirin. Bi vî rengî, çerx dê wekî ku di jimar 3 de tê xuyang kirin be. Ev rêbaz ji ber vê yekê rehet e ku meriv bi riya senzor û resistora referansê, ku di sepanên hêza kêm de bi qîmet e, niha kontrol bike. Wekî din, xwe-germkirina termîstorê kêm dibe.
Di heman demê de heyecana voltajê dikare ji bo termistorên bi rêjeyên berxwedanê yên kêm jî were bikar anîn. Lêbelê, pêdivî ye ku bikarhêner her gav pê ewle bin ku heyama bi senzorê ji bo senzor an serîlêdanê ne pir zêde ye.
Heyecana voltajê dema ku termîstorek bi nirxek berxwedanek mezin û rêjeyek germahiyek berfireh bikar tîne pêkanînê hêsan dike. Berxwedana binavkirî ya mezin astek pejirandî ya niha ya binavkirî peyda dike. Lêbelê, sêwiraner pêdivî ye ku pê ewle bibin ku niha li seranserê germahiya ku ji hêla serîlêdanê ve hatî piştgirî kirin di astek pejirandî de ye.
ADC-yên Sigma-Delta dema sêwirana pergalek pîvandina termîstorê gelek feydeyan pêşkêş dikin. Pêşîn, ji ber ku ADC-ya sigma-delta ketina analogê ji nû ve nimûne dike, fîlterkirina derveyî herî kêm tête girtin û tenê hewcedarî parzûnek RC ya hêsan e. Ew di celebê parzûnê û rêjeya baud-ê de nermbûnê peyda dikin. Parzûnkirina dîjîtal a çêkirî dikare were bikar anîn da ku her destwerdanek di cîhazên bi hêz ên serhêl de bitepisîne. Amûrên 24-bit ên wekî AD7124-4 / AD7124-8 xwedan çareseriyek tevahî heya 21.7 bit in, ji ber vê yekê ew çareseriya bilind peyda dikin.
Bikaranîna sigma-delta ADC sêwirana termîstorê pir hêsan dike dema ku taybetmendî, lêçûna pergalê, cîhê panelê, û dema bazarê kêm dike.
Vê gotarê AD7124-4 / AD7124-8 wekî ADC bikar tîne ji ber ku ew ADC-yên bi dengek kêm, niha kêm, rast in ku bi PGA-ya çêkirî, referansa xwerû, têketina analog, û tampona referansê ne.
Bêyî ku hûn voltaja ajotinê bikar tînin an voltaja ajotinê bikar tînin, veavakirinek rêjeyî tê pêşniyar kirin ku tê de voltaja referansê û voltaja senzorê ji heman çavkaniya ajokerê tê. Ev tê vê wateyê ku her guhertinek di çavkaniya heyecanê de dê bandorê li rastbûna pîvandinê neke.
Li ser hêjîrê. 5 ji bo termîstor û berxwedêra rastîn RREF herika ajotinê ya domdar nîşan dide, voltaja ku li seranserê RREF hatî pêşve xistin voltaja referansê ye ji bo pîvandina termîstorê.
Ne hewce ye ku herika zeviyê rast be û dibe ku kêmtir aram be ji ber ku dê di vê veavakirinê de xeletiyên di heyama zeviyê de werin rakirin. Bi gelemperî, heyecana heyî li ser heyecana voltajê ji ber kontrolkirina hestiyariyê ya jorîn û bergiriya dengî ya çêtir dema ku senzor li cîhên dûr cih digire tê tercîh kirin. Ev celeb rêbaza biasê bi gelemperî ji bo RTD an termistorên bi nirxên berxwedanê yên kêm têne bikar anîn. Lêbelê, ji bo termîstorek bi nirxek berxwedanê û hesasiyeta bilindtir, asta sînyala ku ji hêla her guherîna germahiyê ve hatî hilberandin dê mezintir be, ji ber vê yekê heyecana voltajê tê bikar anîn. Mînakî, termîstorek 10 kΩ di 25°C de xwedî berxwedanek 10 kΩ ye. Li -50°C, berxwedana termîstora NTC 441.117 kΩ ye. Herikîna ajotinê ya herî kêm 50 μA ya ku ji hêla AD7124-4/AD7124-8 ve hatî peyda kirin 441,117 kΩ × 50 µA = 22 V çêdike, ku pir zêde ye û li derveyî rêza xebitandinê ya piraniya ADC-yên berdest ên ku di vê qada serîlêdanê de têne bikar anîn. Thermistors jî bi gelemperî têne girêdan an jî li nêzî elektronîkî têne cih kirin, ji ber vê yekê neparêzî ji ajotina heyamê re ne hewce ye.
Zêdekirina berxwedanek hestî ya di rêzê de wekî dorhêlek dabeşkera voltaja dê heyama bi termîstorê li nirxa wê ya herî kêm a berxwedanê bisînor bike. Di vê veavakirinê de, divê nirxa berxwedêra hestê RSENSE bi nirxa berxwedana termîstorê ya li germahiya referansa 25 °C re wekhev be, ji ber vê yekê voltaja derketinê dê di germahiya xweya binavkirî de bi xala navîn a voltaja referansê re wekhev be. 25°CC Bi heman awayî, ger termîstorek 10 kΩ bi berxwedaniya 10 kΩ di 25°C de were bikar anîn, RSENSE divê 10 kΩ be. Her ku germahî diguhere, berxwedana termîstora NTC jî diguhere, û rêjeya voltaja ajotinê li seranserê termîstorê jî diguhere, di encamê de voltaja derketinê bi berxwedana termîstora NTC re têkildar e.
Ger referansa voltaja hilbijartî ya ku ji bo hêzkirina termîstor û/an RSENSE tê bikar anîn bi voltaja referansa ADC ya ku ji bo pîvandinê tê bikar anîn re têkildar be, pergal li pîvana ratyometrîk tête danîn (Wêne 7) da ku her çavkaniyek xeletiya voltaja ya bi heyecanê ve were jêbirin.
Bala xwe bidinê ku an berxwedêra hîs (voltaja ajotinê) an jî berxwedêra referansê (hilweşîna niha) divê xwedan toleransek destpêkê ya kêm û dravê kêm be, ji ber ku her du guhêrbar dikarin li ser rastbûna tevahî pergalê bandor bikin.
Dema ku gelek termîstor têne bikar anîn, yek voltaja heyecanê dikare were bikar anîn. Lêbelê, her termîstor pêdivî ye ku xwedan berxwedanek hestiyar a xweya rast be, wekî ku di Fig. 8. Vebijêrkek din jî ew e ku meriv di rewşa çalak de multiplekserek derveyî an guhezkerek kêm-berxwedanê bikar bîne, ku destûrê dide parvekirina yek berxwedanek hestiyar a rast. Bi vê veavakirinê re, dema ku were pîvandin, her termîstor hewceyê hin wextê rûniştinê hewce dike.
Bi kurtahî, dema sêwirana pergalek pîvandina germahiya-based thermistor, gelek pirs hene ku meriv li ber çavan bigire: Hilbijartina senzor, têlkirina sensor, danûstendinên hilbijartina pêkhateyan, veavakirina ADC, û çawa ev guhêrbarên cihêreng bandorê li rastbûna giştî ya pergalê dikin. Gotara din a vê rêzê rave dike ka meriv çawa sêwirana pergala xwe û budceya xeletiya pergalê ya giştî xweşbîn dike da ku bigihîje performansa armanca xwe.
Dema şandinê: Sep-30-2022