To'rt turdagi harorat sensorlarining afzalliklari va kamchiliklari

To'rt turdagi harorat sensorlarining afzalliklari va kamchiliklari
Harorat sensori mahsulotini tanlash ahamiyatsiz bo'lib tuyulishi mumkin, ammo mavjud mahsulotlarning xilma-xilligi tufayli bu vazifa juda tashvishli bo'lishi mumkin. Ushbu maqolada to'rt turdagi harorat sensorlari (qarshilik harorati sensorlari (RTD), termojuftlar, termistorlar va raqamli va analog interfeyslarga ega integral elektron (IC) sensorlar) taqdim etiladi va har bir sensorning afzalliklari va kamchiliklari o'rganiladi.
Tizim dasturiy ta'minoti darajasi nuqtai nazaridan, harorat sensori sizning ilovangizga mos keladimi-yo'qmi, talab qilinadigan harorat oralig'i, aniqlik, chiziqlilik, eritma narxi, funktsiya, quvvat, eritmaning texnik xususiyatlari va o'rnatish usullariga (sirtga o'rnatish usuli, ko'milgan teshikni kiritish) bog'liq bo'ladi. usuli va elektron platani tashqi o'rnatish usuli). Bundan tashqari, quvvat davrlari uchun oson dizayn echimlari darajasiga mos kelishi kerak. (Bosim o'tkazgich)
RTD
RTD qarshiligini o'lchashda harorat o'zgarganda, javob asosan chiziqli va qarshilik sifatida ifodalanadi. 1-rasmda ko'rsatilganidek, RTD ning qarshilik egri chizig'i to'liq chiziqli emas, lekin bir nechta og'ishlarga ega (ishlatilgan to'g'ri chiziqni ko'rsatadi), lekin yuqori darajada prognoz qilinadigan va takrorlanishi mumkin. Ushbu engil chiziqli bo'lmaganlikni qoplash uchun ko'plab dizaynerlar o'lchangan qarshilik qiymatlarini raqamlashtiradilar va mikrokontrollerlar ichidagi qidirish jadvallari yordamida tuzatish omillarini qo'llashadi. Keng harorat oralig'ida (taxminan -250 daraja C dan +750 daraja C gacha) bu takrorlanuvchanlik va barqarorlik RTDni tovush aniqligi ilovalarida, jumladan, quvurlar va katta konteynerlardagi suyuqliklar yoki gazlar haroratini o'lchashda juda foydali qiladi.
RTD analog signallarini qayta ishlash uchun ishlatiladigan sxemalarning murakkabligi dasturga qarab juda katta farq qiladi. Noyob xatolarni keltirib chiqaradigan kuchaytirgichlar va analog-raqamli konvertorlar (ADC) kabi komponentlarga ega bo'lish kerak. Sensorni faqat o'lchash kerak bo'lganda quvvatlang - bu usul ham kam quvvatli ishlashga erishishi mumkin, ammo bu sxemani yanada murakkablashtiradi. Bundan tashqari, tekshirgichni ulash uchun zarur bo'lgan chiqish quvvati ham uning ichki haroratini oshirishi mumkin va shu bilan aniq o'lchovlarning aniqligini xavf ostiga qo'yadi. Faqat bir necha mAh bo'lgan oqim, bu turdagi o'z-o'zidan isitish effekti haroratning og'ishiga olib keladi (uni to'g'irlash mumkin, lekin keyinroq e'tiborga olish kerak). Bundan tashqari, esda tutingki, platina simli RTD yoki yupqa plyonkali RTD narxi, ayniqsa integral elektron sensorlar narxiga nisbatan ancha yuqori bo'lishi mumkin.

Termistor
Termistor - bu rezistor tipidagi boshqaruvchining yana bir turi. Yuqori sifatli va arzon narxlardagi mahsulotlardan yuqori aniqlikdagi mahsulotlargacha bo'lgan ko'plab turdagi termistorlar mavjud. Arzon narxlardagi, past aniqlikdagi termistorlar oddiy va aniq o'lchash yoki chegarani tekshirish funktsiyalarini bajarishi mumkin - bu turdagi varistorlar bir nechta komponentlarni talab qiladi (masalan, taqqoslashlar, mos yozuvlar va diskret varistorlar), lekin juda tejamkor va diskret haroratning rezistorli harorat xususiyatlariga ega. tizimlar, 2-rasmda ko'rsatilganidek, haroratning keng diapazonini to'g'ri o'lchash zarur bo'lsa, siz ko'plab linearizatsiya echimlarini bajarishingiz kerak bo'ladi. Bir nechta harorat nuqtalarini samarali tuzatish kerak bo'ladi. Yuqori aniqlikka erishish uchun ushbu chiziqli bo'lmagan muammoni hal qilishda yordam berish uchun qimmatroq va kichikroq bardoshli termistor massivlaridan foydalanish mumkin, ammo bu massivlar odatda individual termistorlar kabi sezgir emas.
Ko'p sayohat nuqtasi tizimlarining murakkabligi va narxining oshishi tufayli arzon termistorlar odatda eng past funktsional talablarga ega bo'lgan ilovalar uchun ishlatiladi, jumladan tushdi mashinasi, kofe qaynatgichlar, muzlatgichlar va sochlarini fen bilan jihozlash. Bundan tashqari, termistorlar o'z-o'zidan isitish muammosiga ham duch kelishi mumkin (odatda yuqori haroratlarda, ularning rezistorlari pastroq bo'lganda). RTD singari, past quvvatli kuchlanishlarda termistorlardan foydalana olmaslikning asosiy sababi topilmadi, ammo shuni yodda tutingki, to'liq proportsional chiqish qanchalik past bo'lsa, tizimning sezgirligi analogdan raqamliga to'g'ridan-to'g'ri o'zgartiriladi. konvertorlar (ADC). Ushbu kam quvvatli dastur, shuningdek, sxemaning murakkabligini oshirishi kerak, bu shovqin xatolariga juda sezgir. Termistorlar -100 darajadan+500 darajagacha bo'lgan harorat oralig'ida ishlashi mumkin, ammo ko'pchilik termistorlar +100 darajadan+1509C gacha bo'lgan maksimal ish harorati oralig'iga ega.
Platina termistori
Termojuft turli materiallardan tayyorlangan ikkita simning birlashmasini o'z ichiga oladi. Masalan, tipdagi termojuft temir va konstantandan iborat. 1-kontakt o'lchangan haroratda, kontakt 2 va kontakt 3 esa LM35 analog harorat sensori bilan o'lchanadigan turli haroratlarda. Chiqish kuchlanishi bu ikki harorat qiymati orasidagi farqga taxminan proportsionaldir.
Platina termistorlarining sezgirligi juda past bo'lganligi sababli (selsiy bo'yicha o'nlab mikrovolt og'ir diapazonda) foydalanish mumkin bo'lgan chiqish ish kuchlanishini yaratish uchun siz past ofset kuchaytirgichidan foydalanishingiz kerak bo'ladi. Termojuftlarning ish diapazonida harorat kuchlanishini uzatish funktsiyasining chiziqli bo'lmaganligi odatda RTD va termojuftlar kabi kompensatsiya davrlarini yoki qidirish jadvallarini talab qiladi. Ular bu nuqsonga qaramay, platina termistorlari hali ham juda moda ekanligini, ayniqsa elektr pechlar, suv va elektr isitgichlar, pechlar, sinov uskunalari va boshqa sanoat ishlab chiqarish echimlari kabi qo'llanilishini bilmaganlar - chunki platina termistorlarining issiqlik sifati juda past. , va ish harorati oralig'i (ish harorati taxminan 2300 darajaga uzaytirilishi mumkin) juda murakkab, (harorat sensorlari)

IC boshqaruvchisi
IC sensori -55 daraja C dan+150 daraja C gacha bo'lgan harorat oralig'ida ishlaydi. Ba'zi|C datchiklari +200 darajagacha ishlaydi. Turli xil o'rnatilgan IC sensorlar mavjud va eng keng tarqalgan to'rttasi analog chiqish moslamalari, raqamli interfeys qurilmalari, masofaviy harorat sensorlari va harorat regulyatori funktsiyalari bilan o'rnatilgan IC sensorlardir! C sensori (haroratni o'zgartirish tugmasi). Tavsiya etilgan chiqish komponentlari (odatda ishlaydigan kuchlanish chiqishi, lekin ba'zilarida zaxira quvvat oqimi chiqishi ham mavjud) chiqish ma'lumotlari signalini oqilona hal qilish uchun ADC dan foydalanganda passiv echimlar bo'lishi mumkin. Raqamli interfeys qurilmalari odatda o'rnatilgan ADC bilan ikki simli interfeysdan (12C yoki PMBus) foydalanadi
Mahalliy harorat sensorlariga qo'shimcha ravishda, masofaviy harorat sensorlari ham masofaviy diodlarning haroratini kuzatish uchun yo'llar yoki bir nechta kirishlarga ega va eng yuqori darajada integratsiyalangan raqamli ICda (masalan, protsessor yoki maydonda dasturlashtiriladigan eshiklar qatori [FPGA]) joylashtirilgan. Harorat regulyatori harorat chegarasiga erishilganda oddiy signal berishi mumkin.
Integral mikrosxemalar datchiklaridan foydalanishning ko'pgina afzalliklari bor, jumladan: kam quvvat iste'moli; Kichik qadoqlash mahsulotlarini taqdim etishi mumkin (ba'zi o'lchamlar {0}}.8mm x 0.8mm); Ba'zi ilovalarda past qurilma narxiga ham erishish mumkin. Bundan tashqari, integral elektron datchiklar ishlab chiqarish sinovi paytida kalibrlanganligi sababli, qo'shimcha kalibrlash kerak emas. Ular odatda fitnesni kuzatish dasturlarida, taqiladigan mahsulotlarda, hisoblash tizimlarida, ma'lumot yozuvchilarda va avtomobil ilovalarida qo'llaniladi.
Tajribali elektron plata dizaynerlari yakuniy mahsulot talablariga asoslangan eng mos echimdan foydalanadilar. 1-jadvalda har bir harorat sensorining nisbiy afzalliklari/mehnat salohiyati ko'rsatilgan. (bosim sensori)
LDO ni qanday tanlash mumkin
LDO ning ESR
Joriy turdagi BUCK uzatish funktsiyasi (hisoblash, tahlil qilish)
LDO va DC/DC kommutatsiya quvvat manbalari o'rtasidagi farqlarni o'rganish
Qon bosimini pasaytiradigan konvertorlarning engil yukini va yuqori samaradorligini yaxshilash uchun LDOga qanday tayanish kerak
LDO uchun loTda quvvatni tejashning ikki yo'li