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线性ntc温度传感器的工作原理及应用

2022-06-02 08:34分类:传感器 阅读:

 

线形温度感应器是归一化处理輸出负温度系数(通称ntc)热敏元件,它事实上是一种线形溫度-工作电压变换元器件,就是通以工作中电流量(100ua)标准下,元器件工作电压值随溫度呈直线转变,完成了非用电量到用电量线形变换。

线形ntc溫度感应器的主要特点便是操作温度范畴内溫度-工作电压关联为一平行线,这二次开发温度测量、温度控制电源电路设计方案,将不必归一化处理解决,就可以进行温度测量或温度控制电路原理,简单化仪表设计和调节。

延伸线采用应遵循的标准:

一般-200~ 20℃、-50~ 100℃宜采用一般双线皮;100~200℃范畴内要采用高温线。

标准工作电压的含意:

标准工作电压就是指感应器放置0℃温场(冰水混合物),通以工作中电流量(100μa)标准下,感应器上工作电压值。事实上便是0点工作电压。其表明标记为v(0),该值在出厂时校准,感应器温度系数s同样,则了解标准电流值v(0),就可以求真一切溫度点上感应器工作电压值,而无须对控制器开展测量范围。其计算方法为:

v(t)=v(0) s×t

实例:如标准工作电压v(0)=700mv;温度系数s=-2mv/℃,则50℃时,感应器输出电压v(50)=700—2×50=600(mv)。这一点恰好是线形温度感应器好于其他温度感应器宝贵之处。

线形ntc温度感应器温度测量范畴要求:

就总来讲,温度测量范畴可-200~ 200℃中间,但考虑到现实必须,一般不必这般宽温度范围,要求三个不一样区间,以满足不一样封裝设计方案,与此同时延伸线采用上亦各有不同。而温度补偿专用线性热敏元件,则只设置操作温度范畴为-40℃~ 80℃。彻底能够达到一般电源电路温度补偿的用处。

温度系数s的含意:

温度系数s就是指要求工作中情况下,感应器输出电压值转变与溫度转变比率,即溫度每转变1℃感应器输出电压转变之值: s=△v/△t(mv/℃)。

温度系数是线形温度感应器作为温度检测元器件物理学基本,其效果与热敏电阻电阻器b值类似,这一主要参数全部操作温度范畴内是同一值,即-2mv/℃,各种各样型号规格感应器也是同一值,这一点传统式温度传感器温度感应器是无法比拟。

交换精密度这一主要参数的实际意义:

交换精密度就是指同一工作中情况下(同一工作中电流量、同一温场)同一个明确理想化拟合直线,每一只感应器工作电压v(t)—溫度t曲线图与该平行线较大误差,这一误差一般 按感应器溫度—工作电压变换指数s折生成溫度来表明。感应器輸出归一化处理及溫度—工作电压变换指数同样,即温度测量范畴内全过程交换,交换精密度表明了标准电流值离散程度,即用标准电流值离散值折算成溫度值尺寸来叙述成批感应器中间交换水平。一般分成三级:i级交换误差不超0.3℃;j级不超0.5℃;k级不超1.0℃。

线性的实际意义:

线性是叙述感应器输出电压值随环境温度转变线形水平,事实上也就是感应器输出电压操作温度范畴内相理想化拟合直线较大误差。一般状况下,其线性典型值为±0.5%,很显而易见感应器线性越高(其值越小),仪表设计就越简易,仪表盘键入级彻底无须选用归一化处理解决。

线形温度感应器是规范性輸出的缘故:

说白了规范性輸出,便是0℃溫度点上感应器要求工作中情况下,输出电压值仅限某一小范畴内,不交换,其标准电流值仅限制690-710mv中间,那样电路原理时,便于宏观经济上掌握感应器輸出状况,桥路设计方案温度补偿,690-710mv中间考虑到,调节中稍稍调节就可以。而不象一般温度传感器型号规格不一样,其电阻值同,对于不一样型号规格,需开展不一样设计方案测算。线形温度感应器规范性輸出,能够使仪表盘电源电路完成规范性设计方案。

具体应用温度感应器是不是一定要选用直流电源供电系统剖析:

一般状况下是多余,桥路恒流源供电系统彻底能够(参照16项感应器信号分析电源电路)。这也是100μa上下电流量情况下,感应器溫度—工作电压变换指数变化量不大,能够给一个评测量级定义:

100μa时 s=-2mv/℃

40μa 时 s=-2.1mv/℃

1000μa时s=-1.9mv/℃

而具体桥路恒流源供电系统时,其电流量转变不容易有这般大幅。

恒流源供电系统时,感应器负载电阻值明确规则:

恒流源供电系统时,负载电阻插线与感应器正级中间,数据信号从感应器正级与负级中间輸出,设计方案阻值r时,以0c时使感应器工作中电流量为100μa就可以。如感应器标准工作电压为v(0)(mv),恒压源为vdd(mv),则r=(vdd-v(0))(mv)/0.1(ma)。测算出阻值r,具体电阻器沒有这类电阻值,可就近原则电阻值采用,对温度测量精密度并没有危害。

线形温度补偿元器件作为电源电路温度补偿的优势:

这主要是考虑到热敏元件輸出规范性及温度系数一致性,有利于设计方案。此外,温度系数与晶体三极管电源电路中晶体三极管基、射极工作电压温度系数同样,作为平稳晶体三极管电源电路工作中点基极偏流元器件是十分适合。而将几个元器件串连应用,能够串联电阻器方法,电阻器调整出不一样温度系数,以达到精准温度补偿功效(参照图3)。这类温度系数可调式赔偿元器件,不必复杂设计方案,对元器件工作中电流量也无严格管理,这也是这类线形热敏元件用以温度补偿一大优势。

民等级与工业生产级应用中的差别:

主交换精密度不一样,每台仪表盘开展大批群测运用场所,且检测精密度需求较高工业生产自然环境,提议应用工业生产级;而一台表仅用一支感应器大批量大稳定性需求很高民用产品,提议应用民等级。

感应器信号分析电源电路:

注:该桥路是r2将感应器标准电流值v(0)给予相抵,即调节r2上工作电压相当于感应器标准电流值,那样使桥路輸出0c时为0v,随后按-2mv/c輸出到放大仪或下一级电源电路。作为温度控制电路原理,则r2上工作电压輸出到电压比较器积分电路端,感应器輸出连接电压比较器正相反端,r2选择依温度控制点工作电压而定,可以用计算公式v(t)=v(0) s×t到,在其中 v(0)是感应器标准电流值(在出厂时给出),s为感应器工作电压温度系数(在出厂时给出),t 为温度控制点溫度值。提议r2选用多圈电阻器,对温度控制点开展更精确设置。

线形ntc温度感应器是不是可替代温度传感器、热电阻、以及它热电偶剖析:

-200~ 200c温度范围内根本能够替代,不必对原电源电路做重特大修改,无需对感应器做归一化处理解决,标准电流值和工作电压温度系数这两个主要参数就可以设计方案电源电路,这两个主要参数在出厂时生产厂家给与校准,对同一客户,不一样批号商品该主要参数不会改变。

可靠性的含意:

可靠性就是指感应器标准电流值年飘移量,这一飘移量再按溫度—工作电压变换指数折算成溫度值,即可靠性=±△v/s/年。线形温度感应器可靠性为±0.05℃/年。这一主要参数叙述了感应器各种各样应用标准下维持原先特点工作能力。

中长线传送对感应器数据信号是不是有影响剖析:

理应说直接影响并不大,一般状况下传送距離可以达到一千米之上。间距再远,能够考量将控制器输入输出数据信号当转化成数据量,那样能够便捷完成更长距离传送。

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