दोन भागांच्या मालिकेतील हा पहिला लेख आहे. हा लेख प्रथम इतिहास आणि डिझाइन आव्हानांवर चर्चा करेलथर्मिस्टर-आधारित तापमानमापन प्रणाली, तसेच त्यांची प्रतिरोधक थर्मामीटर (RTD) तापमान मापन प्रणालींशी तुलना. हे थर्मिस्टरची निवड, कॉन्फिगरेशन ट्रेड-ऑफ आणि या अनुप्रयोग क्षेत्रात सिग्मा-डेल्टा अॅनालॉग-टू-डिजिटल कन्व्हर्टर (ADCs) चे महत्त्व देखील वर्णन करेल. दुसरा लेख अंतिम थर्मिस्टर-आधारित मापन प्रणाली कशी ऑप्टिमाइझ करायची आणि मूल्यांकन कसे करायचे याचे तपशीलवार वर्णन करेल.
मागील लेख मालिकेत वर्णन केल्याप्रमाणे, ऑप्टिमायझिंग आरटीडी टेम्परेचर सेन्सर सिस्टम्स, आरटीडी हा एक रेझिस्टर आहे ज्याचा रेझिस्टन्स तापमानानुसार बदलतो. थर्मिस्टर्स आरटीडी प्रमाणेच काम करतात. आरटीडीच्या विपरीत, ज्यामध्ये फक्त पॉझिटिव्ह तापमान गुणांक असतो, थर्मिस्टॉरमध्ये पॉझिटिव्ह किंवा नकारात्मक तापमान गुणांक असू शकतो. तापमान वाढल्याने नकारात्मक तापमान गुणांक (एनटीसी) थर्मिस्टर्स त्यांचा रेझिस्टन्स कमी करतात, तर पॉझिटिव्ह तापमान गुणांक (पीटीसी) थर्मिस्टर्स तापमान वाढल्याने त्यांचा रेझिस्टन्स वाढवतात. आकृती १ मध्ये सामान्य एनटीसी आणि पीटीसी थर्मिस्टर्सची प्रतिसाद वैशिष्ट्ये दर्शविली आहेत आणि त्यांची तुलना आरटीडी वक्रांशी केली आहे.
तापमान श्रेणीच्या बाबतीत, RTD वक्र जवळजवळ रेषीय आहे आणि थर्मिस्टरच्या नॉन-रेषीय (घातांकीय) स्वरूपामुळे सेन्सर थर्मिस्टर्सपेक्षा (सामान्यत: -200°C ते +850°C) खूपच विस्तृत तापमान श्रेणी व्यापतो. RTD सहसा सुप्रसिद्ध प्रमाणित वक्रांमध्ये प्रदान केले जातात, तर थर्मिस्टर वक्र उत्पादकानुसार बदलतात. आपण या लेखाच्या थर्मिस्टर निवड मार्गदर्शक विभागात याबद्दल तपशीलवार चर्चा करू.
थर्मिस्टर्स हे संमिश्र पदार्थांपासून बनवले जातात, सामान्यतः सिरेमिक, पॉलिमर किंवा सेमीकंडक्टर (सामान्यतः धातूचे ऑक्साइड) आणि शुद्ध धातू (प्लॅटिनम, निकेल किंवा तांबे). थर्मिस्टर्स RTD पेक्षा तापमानातील बदल जलद ओळखू शकतात, ज्यामुळे जलद अभिप्राय मिळतो. म्हणून, थर्मिस्टर्स सामान्यतः सेन्सर्सद्वारे अशा अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात ज्यांना कमी खर्च, लहान आकार, जलद प्रतिसाद, उच्च संवेदनशीलता आणि मर्यादित तापमान श्रेणी आवश्यक असते, जसे की इलेक्ट्रॉनिक्स नियंत्रण, घर आणि इमारत नियंत्रण, वैज्ञानिक प्रयोगशाळा किंवा व्यावसायिक किंवा औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये थर्मोकपल्ससाठी कोल्ड जंक्शन भरपाई. उद्देश. अनुप्रयोग.
बहुतेक प्रकरणांमध्ये, एनटीसी थर्मिस्टर्स अचूक तापमान मोजण्यासाठी वापरले जातात, पीटीसी थर्मिस्टर्ससाठी नाहीत. काही पीटीसी थर्मिस्टर्स उपलब्ध आहेत जे ओव्हरकरंट प्रोटेक्शन सर्किट्समध्ये किंवा सेफ्टी अॅप्लिकेशन्ससाठी रीसेट करण्यायोग्य फ्यूज म्हणून वापरले जाऊ शकतात. पीटीसी थर्मिस्टर्सचा रेझिस्टन्स-टेम्परेचर वक्र स्विच पॉइंट (किंवा क्युरी पॉइंट) पर्यंत पोहोचण्यापूर्वी एक अतिशय लहान एनटीसी प्रदेश दर्शवितो, ज्याच्या वर रेझिस्टन्स अनेक अंश सेल्सिअसच्या श्रेणीत तीव्रतेने वाढतो. ओव्हरकरंट परिस्थितीत, स्विचिंग तापमान ओलांडल्यावर पीटीसी थर्मिस्टर्स मजबूत स्व-हीटिंग निर्माण करेल आणि त्याचा रेझिस्टन्स झपाट्याने वाढेल, ज्यामुळे सिस्टममध्ये इनपुट करंट कमी होईल, ज्यामुळे नुकसान टाळता येईल. पीटीसी थर्मिस्टर्सचा स्विचिंग पॉइंट सामान्यतः 60°C आणि 120°C दरम्यान असतो आणि विस्तृत अनुप्रयोगांमध्ये तापमान मोजमाप नियंत्रित करण्यासाठी योग्य नाही. हा लेख एनटीसी थर्मिस्टर्सवर केंद्रित आहे, जे सामान्यतः -80°C ते +150°C पर्यंत तापमान मोजू शकतात किंवा त्यांचे निरीक्षण करू शकतात. एनटीसी थर्मिस्टर्सना २५°C वर काही ओम ते १० MΩ पर्यंत रेझिस्टन्स रेटिंग असते. आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, थर्मिस्टर्ससाठी प्रति अंश सेल्सिअस रेझिस्टन्समध्ये होणारा बदल रेझिस्टन्स थर्मामीटरपेक्षा जास्त स्पष्ट आहे. थर्मिस्टर्सच्या तुलनेत, थर्मिस्टर्सची उच्च संवेदनशीलता आणि उच्च रेझिस्टन्स व्हॅल्यू त्याच्या इनपुट सर्किटरीला सोपे करते, कारण थर्मिस्टर्सना लीड रेझिस्टन्सची भरपाई करण्यासाठी ३-वायर किंवा ४-वायर सारख्या कोणत्याही विशेष वायरिंग कॉन्फिगरेशनची आवश्यकता नसते. थर्मिस्टर्स डिझाइनमध्ये फक्त साधे २-वायर कॉन्फिगरेशन वापरले जाते.
उच्च-परिशुद्धता थर्मिस्टर-आधारित तापमान मापनासाठी अचूक सिग्नल प्रक्रिया, अॅनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण, रेषीयकरण आणि भरपाई आवश्यक आहे, जसे की आकृती 2 मध्ये दर्शविले आहे.
सिग्नल साखळी सोपी वाटत असली तरी, संपूर्ण मदरबोर्डच्या आकार, किंमत आणि कामगिरीवर परिणाम करणाऱ्या अनेक गुंतागुंती आहेत. ADI च्या अचूक ADC पोर्टफोलिओमध्ये AD7124-4/AD7124-8 सारखे अनेक एकात्मिक उपाय समाविष्ट आहेत, जे थर्मल सिस्टम डिझाइनसाठी अनेक फायदे प्रदान करतात कारण अनुप्रयोगासाठी आवश्यक असलेले बहुतेक बिल्डिंग ब्लॉक्स अंगभूत असतात. तथापि, थर्मिस्टर-आधारित तापमान मापन उपाय डिझाइन आणि ऑप्टिमायझेशनमध्ये विविध आव्हाने आहेत.
या लेखात या प्रत्येक समस्येची चर्चा केली आहे आणि त्या सोडवण्यासाठी आणि अशा प्रणालींसाठी डिझाइन प्रक्रिया अधिक सोपी करण्यासाठी शिफारसी दिल्या आहेत.
विविध प्रकारचे आहेतएनटीसी थर्मिस्टर्सआज बाजारात उपलब्ध आहे, म्हणून तुमच्या वापरासाठी योग्य थर्मिस्टर निवडणे हे एक कठीण काम असू शकते. लक्षात ठेवा की थर्मिस्टर्स त्यांच्या नाममात्र मूल्यानुसार सूचीबद्ध केले जातात, जे २५°C वर त्यांचा नाममात्र प्रतिकार आहे. म्हणून, १० kΩ थर्मिस्टर्सचा २५°C वर १० kΩ असा नाममात्र प्रतिकार असतो. थर्मिस्टर्समध्ये काही ओम ते १० MΩ पर्यंत नाममात्र किंवा मूलभूत प्रतिकार मूल्ये असतात. कमी प्रतिरोधक रेटिंग असलेले थर्मिस्टर्स (१० kΩ किंवा त्यापेक्षा कमी नाममात्र प्रतिकार) सामान्यतः -५०°C ते +७०°C सारख्या कमी तापमान श्रेणींना समर्थन देतात. जास्त प्रतिरोधक रेटिंग असलेले थर्मिस्टर्स ३००°C पर्यंत तापमान सहन करू शकतात.
थर्मिस्टर घटक धातूच्या ऑक्साईडपासून बनलेला असतो. थर्मिस्टर बॉल, रेडियल आणि एसएमडी आकारात उपलब्ध आहेत. थर्मिस्टर बीड्स इपॉक्सी लेपित किंवा काचेने झाकलेले असतात जेणेकरून अतिरिक्त संरक्षण मिळेल. इपॉक्सी लेपित बॉल थर्मिस्टर, रेडियल आणि पृष्ठभाग थर्मिस्टर १५०°C पर्यंत तापमानासाठी योग्य आहेत. काचेच्या मणीचे थर्मिस्टर उच्च तापमान मोजण्यासाठी योग्य आहेत. सर्व प्रकारचे कोटिंग्ज/पॅकेजिंग देखील गंजण्यापासून संरक्षण करतात. काही थर्मिस्टरमध्ये कठोर वातावरणात अतिरिक्त संरक्षणासाठी अतिरिक्त घरे देखील असतील. बीड थर्मिस्टरमध्ये रेडियल/एसएमडी थर्मिस्टरपेक्षा जलद प्रतिसाद वेळ असतो. तथापि, ते तितके टिकाऊ नसतात. म्हणून, वापरल्या जाणाऱ्या थर्मिस्टरचा प्रकार अंतिम अनुप्रयोग आणि थर्मिस्टर कोणत्या वातावरणात आहे यावर अवलंबून असतो. थर्मिस्टरची दीर्घकालीन स्थिरता त्याच्या सामग्री, पॅकेजिंग आणि डिझाइनवर अवलंबून असते. उदाहरणार्थ, इपॉक्सी-लेपित NTC थर्मिस्टर दरवर्षी ०.२°C पर्यंत बदलू शकतो, तर सीलबंद थर्मिस्टर दरवर्षी फक्त ०.०२°C पर्यंत बदलतो.
थर्मिस्टर्स वेगवेगळ्या अचूकतेमध्ये येतात. मानक थर्मिस्टर्सची अचूकता सामान्यतः 0.5°C ते 1.5°C असते. थर्मिस्टर्स रेझिस्टन्स रेटिंग आणि बीटा व्हॅल्यू (25°C ते 50°C/85°C गुणोत्तर) मध्ये सहनशीलता असते. लक्षात ठेवा की थर्मिस्टर्सचे बीटा व्हॅल्यू उत्पादकानुसार बदलते. उदाहरणार्थ, वेगवेगळ्या उत्पादकांकडून 10 kΩ NTC थर्मिस्टर्सची बीटा व्हॅल्यू वेगवेगळी असतील. अधिक अचूक सिस्टीमसाठी, Omega™ 44xxx मालिकेसारखे थर्मिस्टर्स वापरले जाऊ शकतात. 0°C ते 70°C तापमान श्रेणीवर त्यांची अचूकता 0.1°C किंवा 0.2°C असते. म्हणून, मोजता येणारे तापमान आणि त्या तापमान श्रेणीवर आवश्यक असलेली अचूकता या अनुप्रयोगासाठी थर्मिस्टर्स योग्य आहेत की नाही हे ठरवते. कृपया लक्षात ठेवा की ओमेगा 44xxx मालिकेची अचूकता जितकी जास्त असेल तितकी किंमत जास्त असेल.
प्रतिकार अंश सेल्सिअसमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी, सामान्यतः बीटा मूल्य वापरले जाते. बीटा मूल्य दोन तापमान बिंदू आणि प्रत्येक तापमान बिंदूवरील संबंधित प्रतिकार जाणून घेऊन निश्चित केले जाते.
RT1 = तापमान प्रतिकार 1 RT2 = तापमान प्रतिकार 2 T1 = तापमान 1 (K) T2 = तापमान 2 (K)
वापरकर्ता प्रकल्पात वापरल्या जाणाऱ्या तापमान श्रेणीच्या सर्वात जवळचे बीटा मूल्य वापरतो. बहुतेक थर्मिस्टर डेटाशीटमध्ये बीटा मूल्यासह २५°C वर प्रतिकार सहनशीलता आणि बीटा मूल्यासाठी सहनशीलता सूचीबद्ध केली जाते.
उच्च अचूकता थर्मिस्टर्स आणि ओमेगा 44xxx मालिका सारख्या उच्च अचूकता टर्मिनेशन सोल्यूशन्समध्ये प्रतिरोध अंश सेल्सिअसमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी स्टाइनहार्ट-हार्ट समीकरण वापरतात. समीकरण 2 मध्ये सेन्सर उत्पादकाने पुन्हा प्रदान केलेले तीन स्थिरांक A, B आणि C आवश्यक आहेत. समीकरण गुणांक तीन तापमान बिंदू वापरून तयार केले जात असल्याने, परिणामी समीकरण रेषीयकरणाद्वारे (सामान्यत: 0.02 °C) सादर केलेली त्रुटी कमी करते.
A, B आणि C हे तीन तापमान सेटपॉइंट्सपासून मिळवलेले स्थिरांक आहेत. R = ओममध्ये थर्मिस्टर रेझिस्टन्स T = K अंशांमध्ये तापमान
आकृती ३ मध्ये सेन्सरचा विद्युत प्रवाह उत्तेजित होतो. थर्मिस्टरवर ड्राइव्ह करंट लावला जातो आणि तोच करंट प्रिसिजन रेझिस्टरवर लावला जातो; मापनासाठी संदर्भ म्हणून एक प्रिसिजन रेझिस्टर वापरला जातो. संदर्भ रेझिस्टरचे मूल्य थर्मिस्टर रेझिस्टन्सच्या सर्वोच्च मूल्यापेक्षा जास्त किंवा त्या समान असले पाहिजे (सिस्टममध्ये मोजलेल्या सर्वात कमी तापमानावर अवलंबून).
उत्तेजन प्रवाह निवडताना, थर्मिस्टरचा जास्तीत जास्त प्रतिकार पुन्हा विचारात घेणे आवश्यक आहे. हे सुनिश्चित करते की सेन्सर आणि संदर्भ प्रतिरोधकांमधील व्होल्टेज नेहमीच इलेक्ट्रॉनिक्ससाठी स्वीकार्य पातळीवर असतो. फील्ड करंट स्रोताला काही हेडरूम किंवा आउटपुट जुळणी आवश्यक आहे. जर थर्मिस्टरमध्ये सर्वात कमी मोजता येण्याजोग्या तापमानात उच्च प्रतिकार असेल, तर याचा परिणाम खूप कमी ड्राइव्ह करंटमध्ये होईल. म्हणून, उच्च तापमानात थर्मिस्टरमध्ये निर्माण होणारा व्होल्टेज कमी असतो. या निम्न-स्तरीय सिग्नलचे मापन ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी प्रोग्रामेबल गेन स्टेजचा वापर केला जाऊ शकतो. तथापि, गेन गतिमानपणे प्रोग्राम केला पाहिजे कारण थर्मिस्टरमधील सिग्नल पातळी तापमानानुसार मोठ्या प्रमाणात बदलते.
दुसरा पर्याय म्हणजे गेन सेट करणे परंतु डायनॅमिक ड्राइव्ह करंट वापरणे. म्हणून, थर्मिस्टरमधून सिग्नलची पातळी बदलत असताना, ड्राइव्ह करंट व्हॅल्यू डायनॅमिकली बदलते जेणेकरून थर्मिस्टरवर विकसित होणारा व्होल्टेज इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाच्या निर्दिष्ट इनपुट रेंजमध्ये असेल. वापरकर्त्याने हे सुनिश्चित केले पाहिजे की संदर्भ रेझिस्टरवर विकसित होणारा व्होल्टेज देखील इलेक्ट्रॉनिक्सना स्वीकार्य पातळीवर आहे. दोन्ही पर्यायांसाठी उच्च पातळीचे नियंत्रण, थर्मिस्टरवरील व्होल्टेजचे सतत निरीक्षण आवश्यक आहे जेणेकरून इलेक्ट्रॉनिक्स सिग्नल मोजू शकतील. यापेक्षा सोपा पर्याय आहे का? व्होल्टेज उत्तेजनाचा विचार करा.
जेव्हा थर्मिस्टरवर डीसी व्होल्टेज लागू केला जातो, तेव्हा थर्मिस्टरमधून येणारा विद्युत प्रवाह थर्मिस्टरच्या प्रतिकार बदलताच आपोआप मोजला जातो. आता, संदर्भ प्रतिरोधकाऐवजी अचूक मोजण्याचे प्रतिरोधक वापरून, त्याचा उद्देश थर्मिस्टरमधून वाहणाऱ्या विद्युत प्रवाहाची गणना करणे आहे, ज्यामुळे थर्मिस्टर प्रतिकार मोजता येतो. ड्राइव्ह व्होल्टेजचा वापर एडीसी संदर्भ सिग्नल म्हणून देखील केला जात असल्याने, कोणत्याही गेन स्टेजची आवश्यकता नाही. प्रोसेसरकडे थर्मिस्टर व्होल्टेजचे निरीक्षण करणे, इलेक्ट्रॉनिक्सद्वारे सिग्नल पातळी मोजता येते की नाही हे ठरवणे आणि कोणते ड्राइव्ह गेन/करंट मूल्य समायोजित करावे लागेल याची गणना करणे हे काम नाही. या लेखात वापरलेली ही पद्धत आहे.
जर थर्मिस्टरमध्ये कमी रेझिस्टन्स रेटिंग आणि रेझिस्टन्स रेंज असेल, तर व्होल्टेज किंवा करंट एक्सिटेशन वापरले जाऊ शकते. या प्रकरणात, ड्राइव्ह करंट आणि गेन निश्चित केले जाऊ शकते. अशा प्रकारे, सर्किट आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे असेल. ही पद्धत सोयीस्कर आहे कारण सेन्सर आणि रेफरन्स रेझिस्टरद्वारे करंट नियंत्रित करणे शक्य आहे, जे कमी पॉवर अनुप्रयोगांमध्ये मौल्यवान आहे. याव्यतिरिक्त, थर्मिस्टरचे स्वयं-गरम करणे कमीत कमी केले जाते.
कमी प्रतिरोधक रेटिंग असलेल्या थर्मिस्टर्ससाठी व्होल्टेज उत्तेजन देखील वापरले जाऊ शकते. तथापि, वापरकर्त्याने नेहमीच खात्री केली पाहिजे की सेन्सरमधून येणारा विद्युत प्रवाह सेन्सर किंवा अनुप्रयोगासाठी खूप जास्त नाही.
मोठ्या रेझिस्टन्स रेटिंग आणि विस्तृत तापमान श्रेणीसह थर्मिस्टर वापरताना व्होल्टेज उत्तेजन अंमलबजावणी सुलभ करते. मोठा नाममात्र प्रतिकार रेटेड करंटची स्वीकार्य पातळी प्रदान करतो. तथापि, डिझाइनर्सना हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की अनुप्रयोगाद्वारे समर्थित संपूर्ण तापमान श्रेणीवर करंट स्वीकार्य पातळीवर आहे.
थर्मिस्टर मापन प्रणाली डिझाइन करताना सिग्मा-डेल्टा एडीसी अनेक फायदे देतात. पहिले म्हणजे, सिग्मा-डेल्टा एडीसी अॅनालॉग इनपुटचे पुन्हा नमुने घेते, बाह्य फिल्टरिंग कमीत कमी ठेवले जाते आणि फक्त एक साधी आरसी फिल्टरची आवश्यकता असते. ते फिल्टर प्रकार आणि आउटपुट बॉड रेटमध्ये लवचिकता प्रदान करतात. मुख्य पॉवर उपकरणांमध्ये कोणताही हस्तक्षेप दाबण्यासाठी बिल्ट-इन डिजिटल फिल्टरिंगचा वापर केला जाऊ शकतो. AD7124-4/AD7124-8 सारख्या 24-बिट उपकरणांचे पूर्ण रिझोल्यूशन 21.7 बिट्स पर्यंत असते, म्हणून ते उच्च रिझोल्यूशन प्रदान करतात.
सिग्मा-डेल्टा एडीसीचा वापर थर्मिस्टर डिझाइनला मोठ्या प्रमाणात सुलभ करतो आणि त्याच वेळी स्पेसिफिकेशन, सिस्टम खर्च, बोर्ड स्पेस आणि मार्केटिंगसाठी लागणारा वेळ कमी करतो.
या लेखात AD7124-4/AD7124-8 चा ADC म्हणून वापर केला आहे कारण ते कमी आवाज, कमी प्रवाह, अचूक ADC आहेत ज्यात बिल्ट-इन PGA, बिल्ट-इन संदर्भ, अॅनालॉग इनपुट आणि संदर्भ बफर आहेत.
तुम्ही ड्राइव्ह करंट वापरत असलात किंवा ड्राइव्ह व्होल्टेज वापरत असलात तरी, रेफरन्स व्होल्टेज आणि सेन्सर व्होल्टेज एकाच ड्राइव्ह स्रोतापासून येतात अशा रेशोमेट्रिक कॉन्फिगरेशनची शिफारस केली जाते. याचा अर्थ असा की उत्तेजना स्त्रोतातील कोणताही बदल मापनाच्या अचूकतेवर परिणाम करणार नाही.
आकृती ५ मध्ये थर्मिस्टर आणि अचूक रेझिस्टर RREF साठी स्थिर ड्राइव्ह करंट दाखवला आहे, RREF मध्ये विकसित होणारा व्होल्टेज हा थर्मिस्टर मोजण्यासाठी संदर्भ व्होल्टेज आहे.
फील्ड करंट अचूक असण्याची आवश्यकता नाही आणि तो कमी स्थिर असू शकतो कारण या कॉन्फिगरेशनमध्ये फील्ड करंटमधील कोणत्याही त्रुटी दूर केल्या जातील. सामान्यतः, सेन्सर दुर्गम ठिकाणी स्थित असताना उच्च संवेदनशीलता नियंत्रण आणि चांगल्या आवाज प्रतिकारशक्तीमुळे व्होल्टेज उत्तेजनापेक्षा करंट उत्तेजनाला प्राधान्य दिले जाते. या प्रकारची बायस पद्धत सामान्यतः कमी प्रतिरोधक मूल्यांसह RTD किंवा थर्मिस्टर्ससाठी वापरली जाते. तथापि, उच्च प्रतिरोधक मूल्य आणि उच्च संवेदनशीलता असलेल्या थर्मिस्टर्ससाठी, प्रत्येक तापमान बदलामुळे निर्माण होणारी सिग्नल पातळी मोठी असेल, म्हणून व्होल्टेज उत्तेजन वापरले जाते. उदाहरणार्थ, 10 kΩ थर्मिस्टर्सचा 25°C वर 10 kΩ प्रतिकार असतो. -50°C वर, NTC थर्मिस्टर्सचा प्रतिकार 441.117 kΩ असतो. AD7124-4/AD7124-8 द्वारे प्रदान केलेला किमान 50 µA चा ड्राइव्ह करंट 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V निर्माण करतो, जो खूप जास्त आहे आणि या अनुप्रयोग क्षेत्रात वापरल्या जाणाऱ्या बहुतेक उपलब्ध ADC च्या ऑपरेटिंग रेंजच्या बाहेर आहे. थर्मिस्टर्स देखील सहसा जोडलेले असतात किंवा इलेक्ट्रॉनिक्सजवळ असतात, त्यामुळे ड्राइव्ह करंटसाठी प्रतिकारशक्ती आवश्यक नसते.
व्होल्टेज डिव्हायडर सर्किट म्हणून मालिकेत सेन्स रेझिस्टर जोडल्याने थर्मिस्टरमधून जाणारा विद्युत प्रवाह त्याच्या किमान प्रतिकार मूल्यापर्यंत मर्यादित होईल. या कॉन्फिगरेशनमध्ये, सेन्स रेझिस्टर RSENSE चे मूल्य २५°C च्या संदर्भ तापमानावर थर्मिस्टर रेझिस्टन्सच्या मूल्याइतके असले पाहिजे, जेणेकरून आउटपुट व्होल्टेज २५°CC च्या नाममात्र तापमानावर संदर्भ व्होल्टेजच्या मध्यबिंदूइतके असेल. त्याचप्रमाणे, जर २५°C वर १० kΩ रेझिस्टन्स असलेला १० kΩ थर्मिस्टर वापरला गेला तर RSENSE १० kΩ असावा. तापमान बदलत असताना, NTC थर्मिस्टरचा रेझिस्टन्स देखील बदलतो आणि थर्मिस्टरवरील ड्राइव्ह व्होल्टेजचे गुणोत्तर देखील बदलते, परिणामी आउटपुट व्होल्टेज NTC थर्मिस्टरच्या रेझिस्टन्सच्या प्रमाणात असतो.
जर थर्मिस्टर आणि/किंवा RSENSE ला पॉवर देण्यासाठी वापरलेला निवडलेला व्होल्टेज संदर्भ मापनासाठी वापरल्या जाणाऱ्या ADC संदर्भ व्होल्टेजशी जुळत असेल, तर सिस्टम रेशियोमेट्रिक मापन (आकृती 7) वर सेट केली जाते जेणेकरून उत्तेजनाशी संबंधित कोणताही त्रुटी व्होल्टेज स्रोत काढून टाकण्यासाठी पक्षपाती असेल.
लक्षात ठेवा की सेन्स रेझिस्टर (व्होल्टेज चालित) किंवा रेफरन्स रेझिस्टर (करंट चालित) मध्ये कमी प्रारंभिक सहनशीलता आणि कमी प्रवाह असावा, कारण दोन्ही व्हेरिएबल्स संपूर्ण सिस्टमच्या अचूकतेवर परिणाम करू शकतात.
अनेक थर्मिस्टर्स वापरताना, एक उत्तेजन व्होल्टेज वापरता येतो. तथापि, आकृती ८ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, प्रत्येक थर्मिस्टोरचा स्वतःचा अचूकता सेन्स रेझिस्टर असणे आवश्यक आहे. दुसरा पर्याय म्हणजे चालू स्थितीत बाह्य मल्टीप्लेक्सर किंवा कमी-प्रतिरोधक स्विच वापरणे, जे एक अचूकता सेन्स रेझिस्टर सामायिक करण्यास अनुमती देते. या कॉन्फिगरेशनसह, प्रत्येक थर्मिस्टोरला मोजताना काही सेटलिंग वेळ आवश्यक असतो.
थोडक्यात, थर्मिस्टर-आधारित तापमान मापन प्रणाली डिझाइन करताना, विचारात घेण्यासारखे अनेक प्रश्न आहेत: सेन्सर निवड, सेन्सर वायरिंग, घटक निवड ट्रेड-ऑफ, ADC कॉन्फिगरेशन आणि हे विविध चल प्रणालीच्या एकूण अचूकतेवर कसा परिणाम करतात. या मालिकेतील पुढील लेख तुमचे लक्ष्यित कार्यप्रदर्शन साध्य करण्यासाठी तुमची प्रणाली डिझाइन आणि एकूण प्रणाली त्रुटी बजेट कसे ऑप्टिमाइझ करायचे ते स्पष्ट करतो.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-३०-२०२२