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50ºCyixiashi,zhesantiaoquxianweifeixianxing。suiranzhenduitedingwendu,keyishiyongzhuanmenxiaozhunderemindianzulaishixianmubiaojingdu,danshizhezhongremindianzuchengbenjiaogao,bingqiezhesankuanbutongdeqijianyeshidekucunguanlibiandeguoyufuza。qitaquedianhaibaokuowufayujideguzhang、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di3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、xianxinggaodefanweihechengbenyouxiaoxing,remindianzunenggouhenhaoyunxing。suiranzhenduitedingwendu,youzhuanmenxiaozhunderemindianzukeyiyonglaishixianmubiaojingdu,buguotamendechengbenguogao,bingqiebaochizhexiebutongqijiandekucunyeshiyijianhenkunnandeshiqing。moniwenduchuanganqixiaochulezhexienanti,bingzaichengbenfangmianhenyoujingzhengli。qingzaixiafanggeiwoliuyan,yuwofenxiangnizaishiyongzhexieqijianshidejingli,yijinishiruhejiejuexitongwendugancenantide。ruxulejieyuTI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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