您知道如何为温度传感器选择正确的热敏电阻吗?当面对成千上万种热敏电阻类型时,选择可能会引起相当大的困难。在本技术文章中,我将向您介绍选择热敏电阻时要记住的一些重要参数,尤其是当两种常用的热敏电阻类型用于温度感测(负温度系数NTC热敏电阻)电阻或硅基线性热敏电阻时。
NTC热敏电阻由于价格低廉而被广泛使用,但它们在极端温度下的精度较低。基于硅的线性热敏电阻可以在更宽的温度范围内提供更好的性能和更高的精度,但它们通常更昂贵。
在下文中,我们将介绍市场上的其他线性热敏电阻可以提供更具成本效益的高性能选项,以帮助解决各种温度传感需求,而不会增加解决方案的整体成本。适用于您的应用的热敏电阻将取决于许多参数,例如:·材料清单(BOM)成本。
·电阻公差。 ·校准点。
·灵敏度(每摄氏度的电阻变化)。 ·自热和传感器漂移。
材料清单成本热敏电阻本身并不昂贵。由于它们是离散的,因此可以通过使用其他电路来改变电压降。
例如,如果您使用的是非线性NTC热敏电阻,并且希望器件两端出现线性压降,则可以选择添加一个附加电阻器来帮助实现此功能。但是,可以减少BOM和解决方案总成本的另一种方法是使用线性热敏电阻,它本身可以提供所需的压降。
好消息是,有了我们的新型线性热敏电阻系列,这两个系列就可以了。这意味着工程师可以简化设计,降低系统成本,并将印刷电路板(PCB)的布局尺寸减小至少33%。
电阻公差热敏电阻根据其在25°C时的电阻公差进行分类,但这不能完全说明它们如何随温度变化。您可以使用设计工具或数据表中设备电阻和温度(R-T)表中提供的最小,典型和最大电阻值来计算相关特定温度范围内的容差。
为了说明容差如何随热敏电阻技术的变化而变化,让我们比较一下NTC和基于TMP61的硅基热敏电阻,两者的额定电阻容差均为±1%。图1说明,当温度偏离25°C时,两个器件的电阻容限都会增加,但是在极端温度下两者之间会有很大的差异。
计算该差异非常重要,这样您就可以选择在相关温度范围内保持较低容差的设备。图1:电阻公差:NTC和TMP61校准点不知道热敏电阻在其电阻公差范围内的位置会降低系统性能,因为您需要更大的误差范围。
校准将告诉您所需的电阻值,这可以帮助您大大减少误差范围。但是,这是制造过程中的附加步骤,因此应将校准保持在尽可能低的水平。
校准点的数量取决于所用热敏电阻的类型和应用的温度范围。对于较窄的温度范围,大多数热敏电阻都适合使用一个校准点。
对于需要宽温度范围的应用,您有两种选择:1)使用NTC校准3次(这是因为它们在极端温度下灵敏度较低,并且电阻容限较高),或2)使用硅基线性热敏电阻。校准一次,比NTC稳定。
灵敏度当试图从热敏电阻获得良好的精度时,每摄氏度电阻(灵敏度)的大变化只是问题之一。但是,除非您通过校准或选择具有低电阻容差的热敏电阻在软件中获得正确的电阻值,否则更高的灵敏度将无济于事。
由于NTC电阻值呈指数下降,因此它在低温下具有极高的灵敏度,但是随着温度的升高,灵敏度也会急剧下降。硅基线性热敏电阻的灵敏度不如NTC高,因此它可以在整个温度范围内进行稳定的测量。
随着温度升高,硅基线性热敏电阻的灵敏度通常在约60°C时超过NTC。自热和传感器漂移热敏电阻以热量的形式耗散能量,这将影响其测量精度。
散热取决于许多参数,包括材料成分和流经器件的电流。传感器漂移是热敏电阻随时间的漂移量,即。