RTD, 열전대, 테르미저, IC 센서 의 장점 및 비교단점
온도 감지 제품을 선택하는 것은 사소한 물질처럼 보일 수 있지만, 다양성 때문에
사용 가능한 제품의이 작업은 어려울 수 있습니다. 이 문서에서는 네 가지 유형의 설명합니다.
온도 센서(저항 온도 검출기(RTD), 열전대, 테르미저 및
디지털 및 아날로그 인터페이스가 있는 집적 회로(IC) 센서와 각 장점에 대해 논의합니다.
센서의 단점.
시스템 수준의 관점에서 온도 센서는 어플리케이션에 적합합니다.
필요한 온도 범위, 정확도, 선형성, 솔루션 비용, 기능, 전력,
솔루션 크기, 장착 방법(표면 마운트 방법 및 관통 구멍 플러그인 방법 및 회로
보드 설치 방법)도 설계하기 쉬운 회로를 지원할 필요가있다.
Rtd
온도를 변경하는 동안 RTD의 저항을 측정하는 동안, 응답은 거의
저항기처럼 행동하는 선형. 도 1에 도시된 바와 같이 RTD의 저항 곡선은
완전히 선형이지만 몇 정도의 편차가 있습니다 (참조를 위해 직선이 표시됩니다).
예측 가능하고 다시 테스트 할 수 있습니다. 이 약간의 비선형성을 보완하기 위해 대부분의 설계자는
측정된 저항 값을 디지털화하고 마이크로 컨트롤러의 조회 테이블을 사용하여 적용합니다.
보정 계수입니다. 이 넓은 온도 범위의 반복성과 안정성(약
-250 ° C ~ + 750 ° C) RTD는 고정밀 응용 프로그램에서 매우 유용하게, 포함
파이프 및 대형 선박의 액체 또는 가스 온도 측정.
RTD 아날로그 신호를 처리하는 데 사용되는 회로의 복잡성은 응용 프로그램에 따라 크게 다릅니다. 자체 오류를 생성하는 앰프 및 아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 필수적입니다. 측정이 필요한 경우에만 전력이 센서에 공급됩니다 - 이러한 방식으로 저전력 작동을 달성할 수 있지만 회로가 훨씬 더 복잡해집니다. 또한 센서에 전력을 공급하는 데 필요한 전력은 내부 온도를 증가시켜 측정 정확도에 영향을 미칩니다. 이 자체 가열 효과는 전류의 단지 몇 밀리암퍼로 인해 온도 오차 (시정 가능하지만 추가 고려가 필요합니다)를 생성합니다. 또한 와이어 와인딩 플래티넘 RTD 또는 박막 RTD는 특히 IC 센서 의 비용과 비교할 때 매우 비용이 많이 들 수 있음을 명심하십시오.
서미스터
테미저는 저항 센서의 또 다른 유형입니다. 사용 가능한 다양한 테러미저가 있습니다.
고정밀 제품에 대한 저렴한 제품 등등. 저비용, 저정밀 테러미저
간단한 측정 또는 임계값 감지 수행 - 이러한 저항기는 여러 구성 요소가 필요합니다.
(비교자, 참조 및 이산 저항기와 같은) 그러나 매우 저렴하고
도 2에 도시된 바와 같이 반응성이 없는 선형 저항 온도 속성입니다. 필요한 경우
광범위한 온도를 측정하면 선형화 작업을 많이 수행해야 합니다. 그것은 될 수 있습니다
여러 온도 점을 보정하는 데 필요합니다. 더 높은 정확도를 달성하기 위해, 더 비싼
더 열적으로 견딜 수 있는 테서미저 어레이는 이 비선형 문제를 해결하는 데 사용할 수 있지만
이러한 배열은 일반적으로 단일 테서보다 덜 민감합니다.
멀티 트립 포인트 시스템은 복잡성과 비용을 추가하므로 일반적으로 저비용 테러미터가 사용됩니다.
토스터, 커피 메이커 를 포함하여 최소한의 기능적 요구 사항이있는 응용 프로그램에 대해서만,
냉장고, 헤어 드라이어. 또한, 테러미저들은 자체 가열 문제의 대상이 됩니다.
(일반적으로 그들의 저항이 낮은 높은 온도에서). RTD와 마찬가지로 근본 원인
낮은 공급 전압에서 테미터를 사용할 수 없음의 아직 발견되지 않았습니다 - 그러나 기억
전체 출력이 낮아질수록, 보다 직접적으로 는
아날로그-디지털 컨버터의 특성감이 낮습니다. 소형 전력
또한 애플리케이션은 소음으로 인한 오류에 민감하게 반응하기 위해 회로 복잡성을 증가시켜야 합니다.
테미저는 -100 ° C ~ + 500 ° C의 온도 범위에서 작동 할 수 있지만 대부분은
테미저는 + 100 ° C ~ + 150 ° C의 최대 작동 온도 범위에 대해 평가됩니다.
열전대
열전대는 서로 다른 재료로 만든 두 개의 와이어의 접점을 포함한다. 예를 들어
J형 열전대는 철과 상판으로 제작되었습니다. 도 3에 도시된 바와 같이, 접촉 1이 위치하고 있습니다.
측정해야 할 온도에서 접촉 2 및 접촉 3은 다른 것으로 배치됩니다.
LM35 아날로그 온도 센서로 측정된 온도입니다. 출력 전압은
이 두 온도 값의 차이에 대략 비례합니다.
그림 3: 열전대 콜드 접합 보정을 위해 LM35 사용
열전대는 감도가 매우 낮기 때문에(도당 수십 개의 마이크로볼트 순서로
섭씨) 사용 가능한 출력 전압을 생성하려면 저오프셋 증폭기가 필요합니다. 운영 중
온도 대 전압 전달 기능의 열전대, 비선형의 범위
RTD및 열전대와 마찬가지로 보상 회로 또는 조회 테이블이 필요한 경우가 많습니다. 그러나
이러한 단점에도 불구하고 열전대는 여전히 매우 인기가 있으며, 특히 오븐, 온수기
, 가마, 테스트 장비 및 기타 산업 공정 - 때문에 낮은 열 질량의
열전대 및 작동 온도 범위는 2300 °C 이상으로 확장)매우 광범위하다.
IC 센서
IC 센서는 -55 °C에서 150 ° C의 온도 범위에서 작동합니다 - 여러 IC 센서는
최대 + 200 ° C까지 작동 할 수 있습니다. 통합 IC 센서의 다양한 유형이 있지만,
가장 일반적인 4개의 통합 IC 센서는 아날로그 출력 장치, 디지털 인터페이스 장치,
온도 조절장치가 있는 원격 온도 센서 및 통합 IC 센서(온도 스위치)
함수. 아날로그 출력 장치(일반적으로 전압 출력이지만 일부는 전류 출력도 있음)
출력 신호를 디지털화하기 위해 ADC가 필요할 때 가장 수동적인 솔루션입니다. 디지털
인터페이스 장치 2선 인터페이스(I2C 또는 PMBus)가 가장 일반적으로 사용되며 내장되어 있습니다.
Adc.
원격 온도 센서를 포함하거나 원격 온도 센서가 하나 또는
원격 다이오드 온도를 모니터링하기 위한 더 많은 입력 - 가장 자주 높은 위치에 배치됩니다.
프로세서 또는 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이 =)와 같은 통합 디지털 IC. 온도 조절기
온도 임계값에 도달하면 간단한 경보를 제공합니다.
IC 센서의 사용은 낮은 전력 소비를 포함하여 여러 가지 이점을 제공합니다. 소형 패키지
크기(일부 작은 0.8mm x 0.8mm); 일부 응용 프로그램의 장치 비용이 절감됩니다. 또한, 그 이후
IC 센서는 생산 테스트 중에 보정되며 더 이상 보정할 필요가 없습니다. 그들이
피트니스 트랙 애플리케이션, 웨어러블 제품, 컴퓨팅 시스템, 데이터에 일반적으로 사용됩니다.
로거 및 자동차 응용 프로그램.
숙련된 보드 디자이너는 최종 제품을 기반으로 가장 적합한 솔루션을 사용합니다.
요구 사항. 표 1은 각 온도 센서의 상대적 강점/약점을 나타낸다.
표 1: RTD, 테미저, 써모커플 및 IC 센서의 상대적 장점과 단점
추가: 제 16호, 도로 3, 산장 산업 지역, 성저우, 저장, 중국
연락처:에릭 시
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