傳感器是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將檢測(cè)感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)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(huì)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(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理選用傳感器,是在進(jìn)行某個(gè)量時(shí)首先要解決的問題。
選擇熱敏電阻時(shí)需牢記的一些重要參數(shù),尤其是當(dāng)要在兩種常用的用于溫度傳感的熱敏電阻類型(負(fù)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(shí)。NTC熱敏電阻由于價(jià)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(jià)格較高。下文中我們將會(huì)介紹,正在市場(chǎng)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(shí)不會(huì)增加解決方案的總體成本。熱敏電阻本身的價(jià)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(shí)的電阻容差進(jìn)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(jì)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(jì)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(dāng)溫度偏離25°C時(shí),兩個(gè)器件的電阻容差都會(huì)增加,但在極端溫度下兩者之間會(huì)有很大差異。計(jì)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(zhǔn)點(diǎn)
并不知曉熱敏電阻在其電阻容差范圍內(nèi)的位置會(huì)降低系統(tǒng)性能,因?yàn)槟枰蟮恼`差范圍。校準(zhǔn)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(gè)附加步驟,因此應(yīng)盡量將校準(zhǔn)保持在更低水平。
校準(zhǔn)點(diǎn)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(duì)于較窄的溫度范圍,一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)適用于大多數(shù)熱敏電阻。對(duì)于需要寬溫度范圍的應(yīng)用,您有兩種選擇:1)使用NTC校準(zhǔn)三次(這是由于它們?cè)跇O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(zhǔn)一次,其比NTC更加穩(wěn)定。
靈敏度
當(dāng)試圖從熱敏電阻獲得良好精度時(shí),每攝氏度電阻(靈敏度)出現(xiàn)較大變化只是其中一個(gè)難題。但是,除非您通過校準(zhǔn)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(jì)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(huì)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(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定測(cè)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(shí)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(huì)影響其測(cè)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(shí)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(cè)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(zhǎng),且靈敏度和精度始終如一,請(qǐng)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(duì)溫度傳感器中的NTC熱敏電阻選用有了初步的了解,同時(shí)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。