Jako dostawca termistora często pytam o praktyczne zastosowanie termistorów w obwodach kompensacyjnych temperatury. Kompensacja temperatury ma kluczowe znaczenie w wielu urządzeniach elektronicznych, ponieważ pomaga utrzymać stabilność i dokładność wydajności systemu w różnych warunkach temperatury. W tym poście na blogu podzielę się pewnymi spostrzeżeniami na temat skutecznego użycia termistora w obwodzie kompensacji temperatury.
Zrozumienie termistorów
Przed zagłębieniem się w obwody kompensacji temperatury ważne jest zrozumienie, jakie są termistory. Termistor jest rodzajem rezystora, którego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą. Istnieją dwa główne typy termistorów: ujemny współczynnik temperatury (NTC) i dodatni współczynnik temperatury (PTC). Termistory NTC mają spadek oporności wraz ze wzrostem temperatury, podczas gdy termistory PTC wykazują wzrost oporności wraz ze wzrostem temperatury. W obwodach kompensacyjnych temperatury termistory NTC są częściej stosowane ze względu na ich wysoką czułość i stosunkowo liniową odpowiedź w szerokim zakresie temperatur.
Zasada kompensacji temperatury
Podstawową zasadą kompensacji temperatury jest przeciwdziałanie wpływowi temperatury na inne elementy w obwodzie. Na przykład w obwodzie odniesienia napięcia napięcie wyjściowe może się zmieniać w zależności od współczynnika temperatury rezystorów lub innych aktywnych składników. Dodając termistor do obwodu, możemy dostosować ogólną rezystancję w sposób, który kompensuje zmiany indukowane temperaturą w innych komponentach, utrzymując w ten sposób stabilną moc wyjściową.
Projektowanie obwodu kompensacji temperatury za pomocą termistora
Oto ogólne kroki do zaprojektowania obwodu kompensacji temperatury za pomocą termistora NTC:
Krok 1: Zidentyfikuj komponent do rekompensaty
Po pierwsze, musisz określić, który składnik w obwodzie najbardziej wpływa temperatura. Może to być rezystor, kondensator lub aktywne urządzenie, takie jak OP-AMP. Zmierz współczynnik temperatury tego składnika, aby zrozumieć, w jaki sposób jego wydajność zmienia się wraz z temperaturą.
Krok 2: Wybierz odpowiedni termistor
Na podstawie zakresu temperatur i wymagań odszkodowania obwodu wybierz termistor NTC o odpowiednich cechach. Weź pod uwagę takie czynniki, jak wartość odporności w określonej temperaturze (np. 25 ° C), wartość B (która opisuje zależność oporności na temperaturę) i tolerancję. Na przykład, jeśli projektujesz system alarmów przeciwpożarowych, możesz rozważyć użycie100K Fire Alarm ThermistorlubCzujnik termistora alarmu przeciwpożarowego, które są specjalnie zaprojektowane do aplikacji o wysokiej temperaturze o szybkim czasie reakcji.
Krok 3: Określ konfigurację obwodu
Istnieje kilka sposobów włączenia termistora do obwodu kompensacji temperatury. Jedną z powszechnych metod jest użycie termistora w konfiguracji podziału napięcia. W dzielniku napięcia termistor jest połączony szeregowo ze stałym rezystorem, a napięcie wyjściowe jest pobierane przez termistor lub stały rezystor. Wraz ze zmianami temperatury zmienia się rezystancja termistora, która z kolei zmienia napięcie wyjściowe dzielnika napięcia. To napięcie wyjściowe można następnie użyć do dostosowania odchylenia lub wzmocnienia kompensowanego komponentu.
Oto prosty przykład obwodu podziału napięcia z termistorem NTC:
+VCC | R1 | +--- vout | Thermistor (NTC) | GNDW tym obwodzie R1 jest stałym rezystorem, a termistor jest połączony szeregowo z nim. Vout napięcia wyjściowego można obliczyć przy użyciu wzoru podziału napięcia:
[V_ {out} = v_ {cc} \ times \ frac {r_ {termistor}} {r_ {1}+r_ {termistor}}]
Wraz ze wzrostem temperatury odporność termistora NTC maleje, powodując odpowiednią zmianę Vout.
Krok 4: Oblicz parametry obwodu
Aby zoptymalizować efekt kompensacji, musisz obliczyć wartości stałego rezystora R1 i innych komponentów w obwodzie. Obejmuje to zastosowanie współczynnika temperatury kompensowanego komponentu i zależności od oporności na temperaturę termistora. Do wykonania tych obliczeń można użyć modeli matematycznych lub narzędzi symulacyjnych.
Na przykład, jeśli znasz współczynnik temperatury rezystora R2, który chcesz zrekompensować, i wybrałeś termistor NTC ze znaną wartością B, możesz obliczyć wartość R1 tak, że zmiana Vout ze względu na zmianę rezystancji termistora zrekompensuje zmianę wydajności R2 w stosunku do pożądanego zakresu temperatury.
Krok 5: Test i dopracuj obwód
Po zbudowaniu obwodu kompensacji temperatury przetestuj go w różnych warunkach temperatury, aby ocenić jego wydajność. Zmierz wyjście komponentu kompensowanego i porównaj go z pożądaną wartością. W razie potrzeby dokonaj regulacji parametrów obwodu, takich jak wartość R1 lub wybór termistora, aby osiągnąć najlepszy efekt kompensacyjny.
Rozważania praktyczne
Podczas korzystania z termistora w obwodzie kompensacji temperatury istnieje kilka praktycznych rozważań, o których należy pamiętać:
Sprzężenie termiczne
Upewnij się, że termistor jest w dobrym kontakcie termicznym z kompensowanym komponentem. Można to osiągnąć, stosując pastę termiczną lub fizyczne montaż termistora w pobliżu komponentu. Słabe sprzężenie termiczne może powodować niedokładną kompensację, ponieważ termistor może nie wyczuć dokładnie temperatury komponentu.
Samongalowanie
Termistory mogą generować ciepło, gdy przepływa przez nich prąd, co może wpływać na ich opór i wprowadzać błędy w kompensacji. Aby zminimalizować samongalowanie, użyj niskiego prądu w obwodzie lub wybierz termistor o niskiej mocy.
Hałas i zakłócenia
Termistory mogą być wrażliwe na szum elektryczny i zakłócenia, które mogą wpływać na dokładność kompensacji. Użyj odpowiednich technik ekranowania i filtrowania, aby zmniejszyć szum i zakłócenia w obwodzie.
Wniosek
Używanie termistora w obwodzie kompensacji temperatury jest skutecznym sposobem na poprawę stabilności i dokładności urządzeń elektronicznych w różnych warunkach temperatury. Postępując zgodnie z krokami opisanymi w tym poście na blogu i rozważając praktyczne rozważania, możesz zaprojektować i wdrożyć niezawodny obwód kompensacji temperatury.
Jeśli jesteś zainteresowany zakupem termistorów do aplikacji do kompensacji temperatury lub jeśli masz pytania dotyczące wyboru termistorowego lub projektu obwodu, skontaktuj się z nami. Jesteśmy profesjonalnym dostawcą termistorów z szeroką gamą produktów i wiedzy technicznej, aby zaspokoić Twoje potrzeby.
Odniesienia
- „Thermistor Handbook” - dostępny od głównych producentów termistorów.
- „Projektowanie obwodu elektronicznego do kompensacji temperatury” - różne podręczniki dotyczące konstrukcji obwodów elektronicznych.
