Като доставчик на термистор често ме питат за практическото прилагане на термистори в веригите за компенсиране на температурата. Компенсацията на температурата е от решаващо значение в много електронни устройства, тъй като помага за поддържане на стабилността и точността на работата на системата при различни температурни условия. В тази публикация в блога ще споделя някои прозрения за това как ефективно да използвам термистор в верига за компенсация на температурата.
Разбиране на термисторите
Преди да се задълбочите в веригите за компенсиране на температурата, е от съществено значение да разберете какви са термисторите. Термисторът е вид резистор, чието съпротивление се променя с температура. Има два основни типа термистори: коефициент на отрицателна температура (NTC) и коефициент на положителна температура (PTC). NTC термисторите имат намаляване на съпротивлението с увеличаване на температурата, докато PTC термисторите показват увеличаване на съпротивлението с повишаване на температурата. В веригите за компенсиране на температурата NTC термисторите се използват по -често поради своята висока чувствителност и сравнително линеен отговор в широк температурен диапазон.
Принципът на компенсация на температурата
Основният принцип на компенсация на температурата е да се противодейства на ефектите на температурата върху други компоненти във веригата. Например, в референтна верига на напрежението, изходното напрежение може да варира в зависимост от температурата поради температурния коефициент на резисторите или други активни компоненти. Като добавим термистор към веригата, можем да коригираме цялостното съпротивление по начин, който компенсира промените в температурата в останалите компоненти, като по този начин поддържаме стабилен изход.
Проектиране на верига за компенсиране на температурата с термистор
Ето общите стъпки за проектиране на верига за компенсиране на температурата с помощта на NTC термистор:
Стъпка 1: Определете компонента, който трябва да бъде компенсиран
Първо, трябва да определите кой компонент във веригата е най -повлиян от температурата. Това може да бъде резистор, кондензатор или активно устройство като OP-AMP. Измерете температурния коефициент на този компонент, за да разберете как работата му се променя с температурата.
Стъпка 2: Изберете съответния термистор
Въз основа на температурния диапазон и изискванията за компенсация на веригата, изберете NTC термистор с подходящи характеристики. Помислете за фактори като стойността на съпротивлението при специфична температура (напр. 25 ° C), стойността на В (която описва връзката на температурната устойчивост) и толерантността. Например, ако проектирате система за пожарна аларма, може да помислите да използвате a100k термистор за пожарна алармаили aСензор за термистор на пожарна аларма, които са специално проектирани за приложения с висока температура с време за бързо реагиране.
Стъпка 3: Определете конфигурацията на веригата
Има няколко начина за включване на термистор в верига за компенсиране на температурата. Един често срещан метод е използването на термистора в конфигурация на разделител на напрежението. В разделител на напрежението термисторът е свързан последователно с фиксиран резистор и изходното напрежение се приема през термистора, или през фиксирания резистор. Тъй като температурата се променя, съпротивлението на термистора се променя, което от своя страна променя изходното напрежение на разделителя на напрежението. След това това изходно напрежение може да се използва за регулиране на отклонението или усилването на компонента, който се компенсира.
Ето прост пример за верига за разделител на напрежението с NTC термистор:
+VCC | R1 | +--- vout | Термистор (NTC) | GNDВ тази схема R1 е фиксиран резистор и термисторът е свързан последователно с него. Изходното напрежение VOUT може да бъде изчислено с помощта на формулата на разделител на напрежението:
[V_ {out} = v_ {cc} \ times \ frac {r_ {thermistor}} {r_ {1}+r_ {thermistor}}]
С увеличаването на температурата съпротивлението на термистора на NTC намалява, което води до съответно промяна на VOUT.
Стъпка 4: Изчислете параметрите на веригата
За да оптимизирате компенсационния ефект, трябва да изчислите стойностите на фиксирания резистор R1 и други компоненти във веригата. Това включва използване на температурния коефициент на компонента, който се компенсира и температурната резистентност на термистора. Можете да използвате математически модели или инструменти за симулация, за да извършите тези изчисления.
Например, ако знаете температурния коефициент на резистор R2, който искате да компенсирате, и сте избрали NTC термистор с известна b-стойност, можете да изчислите стойността на R1, така че промяната в VOUT поради диапазона на устойчивост на термистора компенсира промяната в работата на R2 върху желания температурен диапазон.
Стъпка 5: Тествайте и прецизирайте веригата
След като сте изградили веригата за компенсиране на температурата, тествайте я при различни температурни условия, за да оцените неговата работа. Измерете изхода на компонента, който се компенсира и го сравнява с желаната стойност. Ако е необходимо, направете корекции на параметрите на веригата, като стойността на R1 или избора на термистор, за да постигнете най -добрия компенсационен ефект.
Практически съображения
Когато използвате термистор в верига за компенсиране на температурата, има няколко практически съображения, които трябва да имате предвид:
Термично свързване
Уверете се, че термисторът е в добър термичен контакт, като компонентът е компенсиран. Това може да се постигне чрез използване на термична паста или чрез физически монтиране на термистора близо до компонента. Лошото термично свързване може да доведе до неточна компенсация, тъй като термисторът може да не усети точно температурата на компонента.
Самозагряване
Термисторите могат да генерират топлина, когато токът преминава през тях, което може да повлияе на тяхното съпротивление и да въведе грешки в компенсацията. За да сведете до минимум самостоятелното загряване, използвайте нисък ток във веригата или изберете термистор с ниска оценка на мощността.
Шум и смущения
Термисторите могат да бъдат чувствителни към електрически шум и смущения, което може да повлияе на точността на компенсацията. Използвайте правилните техники за екраниране и филтриране, за да намалите шума и смущения във веригата.
Заключение
Използването на термистор в верига за компенсиране на температурата е ефективен начин за подобряване на стабилността и точността на електронните устройства при различни температурни условия. Следвайки стъпките, описани в тази публикация в блога и като се има предвид практическите съображения, можете да проектирате и приложите надеждна верига за компенсиране на температурата.
Ако се интересувате от закупуване на термистори за вашите приложения за компенсация на температурата или ако имате въпроси относно избора на термистор или дизайна на веригата, моля, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме професионален доставчик на термистор с широка гама от продукти и техническа експертиза, за да отговорим на вашите нужди.
ЛИТЕРАТУРА
- „Наръчник за термистор“ - Предлага се от основните производители на термистор.
- „Електронен дизайн на веригата за компенсация на температурата“ - Различни учебници по дизайн на електронни вериги.
