熱敏電阻和模擬溫度傳感器感測解決方案
發布時間:2018-05-17 責任編輯:lina
【導讀】選擇合適的溫度傳感器不bu但dan可ke以yi節jie省sheng成cheng本ben,還hai可ke以yi盡jin可ke能neng地di提ti高gao係xi統tong性xing能neng。在zai這zhe篇pian博bo文wen中zhong,我wo將jiang主zhu要yao來lai談tan一yi談tan熱re敏min電dian阻zu和he模mo擬ni溫wen度du傳chuan感gan器qi,這zhe兩liang個ge都dou是shi成cheng本ben有you效xiao的de溫wen度du感gan測ce解jie決jue方fang案an。而er問wen題ti在zai於yu,你ni怎zen麼me才cai能neng知zhi道dao選xuan擇ze哪na一yi個ge呢ne?
從技術上講,熱敏電阻是一種電阻器,它的電阻值隨溫度的變化而變化。如圖1中(zhong)所(suo)示(shi),需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)偏(pian)置(zhi)電(dian)路(lu)和(he)少(shao)數(shu)幾(ji)個(ge)外(wai)部(bu)組(zu)件(jian),在(zai)這(zhe)裏(li),偏(pian)置(zhi)電(dian)阻(zu)器(qi)和(he)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)組(zu)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)分(fen)壓(ya)器(qi),並(bing)且(qie)被(bei)接(jie)到(dao)一(yi)個(ge)可(ke)選(xuan)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)上(shang),這(zhe)個(ge)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)與(yu)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi) (MCU) 的模數轉換器 (ADC) 相連,從而將熱敏電阻的電阻值轉換為一個溫度值。

圖1:熱敏電阻解決方案
熱敏電阻的優勢在於其低成本。此外,作為一個電阻器,它可以采用極小型兩端子封裝,並被放置在接線式探針內。
熱敏電阻的缺點是,隻有在很窄的溫度範圍內,它的輸出才是線性和準確的,而在這個範圍之外會變得非線性。圖2繪製了三條熱敏電阻的輸出曲線,偏置電阻分別為1MΩ、35kΩ和10kΩ。在窄溫度範圍內,每條曲線都是線性的,不過在偏置電阻分別為1MΩ、35kΩ和10kΩ,而溫度分別為10ºC、75ºC和50ºC以yi下xia時shi,這zhe三san條tiao曲qu線xian為wei非fei線xian性xing。雖sui然ran針zhen對dui特te定ding溫wen度du,可ke以yi使shi用yong專zhuan門men校xiao準zhun的de熱re敏min電dian阻zu來lai實shi現xian目mu標biao精jing度du,但dan是shi這zhe種zhong熱re敏min電dian阻zu成cheng本ben較jiao高gao,並bing且qie這zhe三san款kuan不bu同tong的de器qi件jian也ye使shi得de庫ku存cun管guan理li變bian得de過guo於yu複fu雜za。其qi它ta缺que點dian還hai包bao括kuo無wu法fa預yu計ji的de故gu障zhang、抗擾度低和功耗較高。

圖2:熱敏電阻輸出電壓與溫度之間的關係圖
出於某些原因,在不可預測性和功耗不是那麼關鍵的地方,熱敏電阻最適合於窄溫度範圍內的溫度測量。
模擬溫度傳感器是一個有源半導體器件,它的輸出是與溫度成比例的電壓值或電流值。作為一個集成電路 (IC),模擬溫度傳感器具有熱敏電阻所不具備的內置智能性,從而使與模擬溫度傳感器有關的設計工作變得簡單。圖3顯示了其中一款TI LMT係列模擬溫度傳感器的典型應用,在這個應用中,隻有IC,而未使用外部組件。

圖3:模擬溫度傳感器解決方案(LMT係列)
與熱敏電阻不同,TI模擬溫度傳感器在寬溫度範圍內的測量值是很準確的,並且在整個工作範圍內具有線性輸出。你無需擔心不同器件的庫存情況。此外,TI的獨特設計也使得這些器件具有極低電流和低噪聲敏感度。圖4中給出的是TI LMT84低成本模擬溫度傳感器的輸出,它的輸出在-50ºC至150ºC的範圍內保持線性。

圖4:LMT84輸出電壓與溫度之間的關係圖
圖5顯示的是同一器件的流耗曲線與一款典型熱敏電阻的流耗曲線的比較。LMT84消耗的電流為5µA(-50ºC至150ºC的溫度範圍內),而熱敏電阻的流耗在101µA至315µA之間。

圖5:功率耗散—熱敏電阻與模擬溫度傳感之間的比較
圖6顯(xian)示(shi)的(de)是(shi),被(bei)安(an)裝(zhuang)在(zai)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)上(shang)的(de)一(yi)個(ge)模(mo)擬(ni)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)一(yi)個(ge)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)在(zai)嘈(cao)雜(za)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)工(gong)作(zuo)噪(zao)聲(sheng)的(de)比(bi)較(jiao)圖(tu)。在(zai)室(shi)溫(wen)下(xia),熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)與(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng)水(shui)平(ping)相(xiang)等(deng),不(bu)過(guo)在(zai)溫(wen)度(du)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong),由(you)於(yu)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)下(xia)降(jiang),它(ta)的(de)噪(zao)聲(sheng)水(shui)平(ping)會(hui)變(bian)得(de)更(geng)差(cha)。通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia),模(mo)擬(ni)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)噪(zao)聲(sheng)比(bi)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)噪(zao)聲(sheng)水(shui)平(ping)低(di)3倍。

圖6:熱敏電阻與模擬溫度傳感器在連接到開關穩壓器時的噪聲實驗
對於很窄的溫度範圍(通常情況下為0ºC到70ºC之間),由於它所具有的範圍窄、線xian性xing高gao的de範fan圍wei和he成cheng本ben有you效xiao性xing,熱re敏min電dian阻zu能neng夠gou很hen好hao運yun行xing。雖sui然ran針zhen對dui特te定ding溫wen度du,有you專zhuan門men校xiao準zhun的de熱re敏min電dian阻zu可ke以yi用yong來lai實shi現xian目mu標biao精jing度du,不bu過guo它ta們men的de成cheng本ben過guo高gao,並bing且qie保bao持chi這zhe些xie不bu同tong器qi件jian的de庫ku存cun也ye是shi一yi件jian很hen困kun難nan的de事shi情qing。模mo擬ni溫wen度du傳chuan感gan器qi消xiao除chu了le這zhe些xie難nan題ti,並bing在zai成cheng本ben方fang麵mian很hen有you競jing爭zheng力li。請qing在zai下xia方fang給gei我wo留liu言yan,與yu我wo分fen享xiang你ni在zai使shi用yong這zhe些xie器qi件jian時shi的de經jing曆li,以yi及ji你ni是shi如ru何he解jie決jue係xi統tong溫wen度du感gan測ce難nan題ti的de。如ru需xu了le解jie與yuTI溫度傳感器產品組合和其它應用相關的信息,請訪問其它資源內列出的鏈接。
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