傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。作為溫度傳感器需要廣泛應(yīng)用的熱敏電阻,其成為了現(xiàn)在社會中不能缺少的,很多領(lǐng)域中都要使用到。如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理選用傳感器,是在進行某個量時首先要解決的問題。
選擇熱敏電阻時需牢記的一些重要參數(shù),尤其是當要在兩種常用的用于溫度傳感的熱敏電阻類型(負溫度系數(shù)NTC熱敏電阻或硅基線性熱敏電阻)之間做出決定時。NTC熱敏電阻由于價格低廉而廣泛使用,但在極端溫度下提供精度較低。硅基線性熱敏電阻可在更寬溫度范圍內(nèi)提供更佳性能和更高精度,但通常其價格較高。下文中我們將會介紹,正在市場投放中的其他線性熱敏電阻,可以提供更具成本效益的高性能選件,幫助解決廣泛的溫度傳感需求的同時不會增加解決方案的總體成本。熱敏電阻本身的價格并不昂貴。由于它們是離散的,因此可以通過使用額外的電路來改變其電壓降。
電阻容差
熱敏電阻按其在25°C時的電阻容差進行分類,但這并不能完全說明它們?nèi)绾坞S溫度變化。您可以使用設(shè)計工具或數(shù)據(jù)表中的器件電阻與溫度(R-T)中提供的最小、典型和最大電阻值來計算相關(guān)的特定溫度范圍內(nèi)的容差。
為了說明容差如何隨熱敏電阻技術(shù)的變化而變化,讓我們比較一下NTC和我們的基于TMP61硅基熱敏電阻,它們的額定電阻容差均為±1%。
當溫度偏離25°C時,兩個器件的電阻容差都會增加,但在極端溫度下兩者之間會有很大差異。計算此差異非常重要,這樣您就可選擇相關(guān)溫度范圍內(nèi)保持較低容差的器件。
校準點
并不知曉熱敏電阻在其電阻容差范圍內(nèi)的位置會降低系統(tǒng)性能,因為您需要更大的誤差范圍。校準將告知您期望的電阻值,這可幫助您大幅減少誤差范圍。但是,這是制造過程中的一個附加步驟,因此應(yīng)盡量將校準保持在更低水平。
校準點的數(shù)量取決于所使用的熱敏電阻類型以及應(yīng)用的溫度范圍。對于較窄的溫度范圍,一個校準點適用于大多數(shù)熱敏電阻。對于需要寬溫度范圍的應(yīng)用,您有兩種選擇:1)使用NTC校準三次(這是由于它們在極端溫度下的靈敏度低且有較高電阻容差),或2)使用硅基線性熱敏電阻校準一次,其比NTC更加穩(wěn)定。
靈敏度
當試圖從熱敏電阻獲得良好精度時,每攝氏度電阻(靈敏度)出現(xiàn)較大變化只是其中一個難題。但是,除非您通過校準或選擇低電阻容差的熱敏電阻在軟件中獲得正確的電阻值,否則較大的靈敏度也將無濟于事。
由于NTC電阻值呈指數(shù)下降,因此在低溫下具有極高的靈敏度,但是隨著溫度升高,靈敏度也會急劇下降。硅基線性熱敏電阻的靈敏度不像NTC那樣高,因此它可在整個溫度范圍內(nèi)進行穩(wěn)定測量。隨著溫度升高,硅基線性熱敏電阻的靈敏度通常在約60°C時超過NTC的靈敏度。
自熱和傳感器漂移
熱敏電阻以熱量形式散發(fā)能耗,這會影響其測量精度。散發(fā)的熱量取決于許多參數(shù),包括材料成分和流經(jīng)器件的電流。
傳感器漂移是熱敏電阻隨時間漂移的量,通常通過電阻值百分比變化給出的加速壽命測試在數(shù)據(jù)表中指定。如果您的應(yīng)用要求使用壽命較長,且靈敏度和精度始終如一,請選擇具有較低自熱且傳感器漂移小的熱敏電阻。
相信通過閱讀上面的內(nèi)容,大家對溫度傳感器中的NTC熱敏電阻選用有了初步的了解,同時也希望大家在學(xué)習(xí)過程中,做好總結(jié),這樣才能不斷提升自己的專業(yè)水平。