Használata hőérzékelő (termisztor) készülékek reallab! Az a hőmérséklet mérésére

Alkalmazás termisztor (termisztor) a hőmérséklet mérésére

Termisztorok (termisztorok) - egy ellenállás, amelynek ellenállása jelentős mértékben függ a hőmérséklettől. Termisztorok gyártják alapuló félvezető anyag és egy nemlineáris áram-feszültség jelleggörbe. Termisztoros pozitív hőmérsékleti együtthatója ellenállás (TCR) nevezzük PTC termisztorok. Mivel a hőmérséklet érzékenysége a termisztorokat használt hőmérséklet mérése és ellenőrzési rendszerek kiépítésének folyamatában és laboratóriumi felszerelés.

Termisztorok gyártják alapuló félvezető fém-oxid, tömörített, hogy megkapjuk a kívánt alakra. Mechanikai szilárdság és a védelmet a környezeti hatásokkal szemben van látva egy fém burkolat, vagy egy védő szigetelőréteg. Termisztorok van egy nemlineáris áram-feszültség karakterisztika és nagyon magas hőmérséklet-érzékenység, mint más típusú hőmérséklet-érzékelők. Tipikus TCR termisztor értéke -5% fokonként, míg egy platina hőelem (RTD) ez 0,4% fokonként.

Tipikus termisztorok meglehetősen szűk hőmérséklet-tartományban (-60. 150 C) néhány mintát úgy bővült (-60. 300 C).

ellenállás a hőmérséklet függvényében termisztor a tartományban több tíz fok kielégítően le egy exponenciális függvényt (1. ábra)

ahol A - az ellenállás végtelen hőmérsékleten, - a hőmérsékleti együtthatója érzékenység (ennek értéke általában közötti tartományban 1.200-16.000).

Expressziójából (1) állíthatjuk elő a TCR termisztor () és az együttható hőmérséklet érzékenysége

A mennyiség a TCS általában eredményezi utalásokat a hőmérséklet 20 ° C (293 K).

1. ábra. Ellenállás a hőmérséklet függvényében egy termisztor MMT-1 22Kom.

Amikor áram folyik át rajta felmelegíti a termisztor, amely növeli a mérési pontosságot. Ezért, amikor kiválasztják a termisztor akkor figyelembe kell venni a szórási tényezője. amely a meghatározás szerint tápvezetékeket a fűtés a termisztor 1 fok képest a környezeti hőmérséklet. Hogy csökkentse a hiba által okozott saját fűtés termisztor, szükség van, hogy növelje a felület, de ez növeli a termikus tehetetlenségi amelyre jellemző időállandó. Termisztor időállandója megegyezik az idő, amely alatt a hőmérséklet változik tényezővel e (63%) átadásában termisztor a környezeti levegő hőmérséklete 0 ° C. Celsius levegőn hőmérséklete 100 ° C. A tipikus értékek az idő állandók tartományban tized másodperctől több percig.

Mivel az erős, nem-linearitását a hőmérsékletfüggését termikus ellenállások nem lehet használni anélkül, hogy a nem-linearitást kompenzáció (linearizálás) azok jellemzőit. Erre a célra, közelítő nemlineáris függvény, amelynek együtthatók úgy vannak választva a legkisebb négyzetek módszerével, illetve más módszerek parametrikus azonosítása. Ez hiányzik a termisztor nagymértékben korlátozza azok alkalmazását, amíg az eszközöket a hőmérséklet mérés, épül az alapja a számítógépet. A számítógép használata megkönnyíti, hogy kompenzálja a nem-linearitás szoftver. Ez a funkció nőtt az érdeklődés a termisztorcsaládokra az elmúlt években, és kezdeményezte a további vizsgálatok irányába javítva stabilitás, pontosság és fokozódik.

A nem-lineáris kompenzáció használt képlet termisztorok Steinhardt-Hart:

ahol a hőmérséklet, Kelvin fokokban (K = C + 273,15); - termisztor ellenállása. Az együtthatókat választjuk meg, hogy a legjobb közelítést a kísérletileg kapott függőség vagy a gyártó által a termisztor.

hőmérsékletmérő áramkör egy termisztort áll egy áramforrás és a termisztor. A feszültségesés a termisztor egyenesen arányos annak ellenállását, és leolvassuk a differenciálerősítő. Hatásának kiküszöbölése érdekében a zavaró zaj erősítő kell egy kellően nagy CMRR.

Több legrosszabb eredmény a hőmérséklet-érzékenységet adott mérési kör, amelyben a termisztor aktuális kap nem az ideális áramforrás és a feszültségforrás keresztül soros ellenállás is.

A érzékenysége a hőmérséklet mérési áramkör arányos a jelenlegi keresztül a termisztor. Ezért ez a jelenlegi kell kiválasztani, amennyire csak lehetséges, de úgy, hogy hiba. Beillesztése hatása önmelegedő termisztor elfogadható intervallumon belül volt. A túlmelegedés termisztor 1 fok hívják erő egyenlő együtthatóval szórás.

A szóródási koefficiens alapvetően függ a hővezető képessége a közeg, amelyben a termisztor (víz, levegő, fémmel érintkezve), ezért szükséges, hogy vegye figyelembe a feltételeket, amelyek mellett mérjük a gyártó által. Ha egy termisztor a közegben kell előre mért szórási tényezője. Például, ha a termisztor disszipált teljesítmény 2 mW, és annak szóródási koefficiens egyenlő 10 mW / ° C, az önálló fűtési termisztor lesz 0,2 fok. Ha a szükséges mérési hiba kisebbnek kell lennie, csökkentenie kell a jelenlegi keresztül a termisztor és javítja szűrés vezetéket, mert ha a jelenlegi rontja a jel / zaj viszony.

Javítani a jel / zaj viszony jelentős távolságra a hőmérsékletérzékelő adatgyűjtési rendszerek használata a aluláteresztő szűrőt egy sáv, amely függ a szükséges mérési sebesség és a termikus tehetetlenség a hőmérséklet-érzékelő. Tipikus bejelentés megfelel a harmadrendű szűrő sávszélessége 5 Hz, például RL-8F3 szűrő RealLab sorozat! .