థర్మిస్టర్-ఆధారిత ఉష్ణోగ్రత కొలత వ్యవస్థలను ఆప్టిమైజ్ చేయడం: ఒక సవాలు

ఇది రెండు భాగాల సిరీస్‌లో మొదటి వ్యాసం. ఈ వ్యాసం మొదట చరిత్ర మరియు డిజైన్ సవాళ్లను చర్చిస్తుందిథర్మిస్టర్ ఆధారిత ఉష్ణోగ్రతకొలత వ్యవస్థలు, అలాగే రెసిస్టెన్స్ థర్మామీటర్ (RTD) ఉష్ణోగ్రత కొలత వ్యవస్థలతో వాటి పోలిక. ఇది థర్మిస్టర్ ఎంపిక, కాన్ఫిగరేషన్ ట్రేడ్-ఆఫ్‌లు మరియు ఈ అప్లికేషన్ ప్రాంతంలో సిగ్మా-డెల్టా అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్‌ల (ADCలు) ప్రాముఖ్యతను కూడా వివరిస్తుంది. రెండవ కథనం తుది థర్మిస్టర్-ఆధారిత కొలత వ్యవస్థను ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయాలో మరియు మూల్యాంకనం చేయాలో వివరిస్తుంది.
మునుపటి ఆర్టికల్ సిరీస్‌లో వివరించినట్లుగా, RTD ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ సిస్టమ్‌లను ఆప్టిమైజ్ చేయడం, RTD అనేది రెసిస్టర్, దీని నిరోధకత ఉష్ణోగ్రతతో మారుతూ ఉంటుంది. థర్మిస్టర్లు RTDల మాదిరిగానే పనిచేస్తాయి. RTDల వలె కాకుండా, సానుకూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం మాత్రమే ఉంటుంది, థర్మిస్టర్ సానుకూల లేదా ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం కలిగి ఉంటుంది. ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం (NTC) థర్మిస్టర్‌లు ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ వాటి నిరోధకతను తగ్గిస్తాయి, అయితే సానుకూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం (PTC) థర్మిస్టర్‌లు ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు వాటి నిరోధకతను పెంచుతాయి. అంజీర్ న. 1 సాధారణ NTC మరియు PTC థర్మిస్టర్‌ల ప్రతిస్పందన లక్షణాలను చూపుతుంది మరియు వాటిని RTD వక్రతలతో పోలుస్తుంది.
ఉష్ణోగ్రత పరిధి పరంగా, RTD వక్రరేఖ దాదాపు సరళంగా ఉంటుంది మరియు థర్మిస్టర్ యొక్క నాన్-లీనియర్ (ఎక్స్‌పోనెన్షియల్) స్వభావం కారణంగా సెన్సార్ థర్మిస్టర్‌ల కంటే (సాధారణంగా -200 ° C నుండి +850 ° C వరకు) చాలా విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధిని కవర్ చేస్తుంది. RTDలు సాధారణంగా బాగా తెలిసిన ప్రామాణిక వక్రరేఖలలో అందించబడతాయి, అయితే థర్మిస్టర్ వక్రతలు తయారీదారుని బట్టి మారుతూ ఉంటాయి. ఈ వ్యాసంలోని థర్మిస్టర్ ఎంపిక గైడ్ విభాగంలో మేము దీనిని వివరంగా చర్చిస్తాము.
థర్మిస్టర్లు మిశ్రమ పదార్థాలు, సాధారణంగా సిరామిక్స్, పాలిమర్లు లేదా సెమీకండక్టర్స్ (సాధారణంగా మెటల్ ఆక్సైడ్లు) మరియు స్వచ్ఛమైన లోహాలు (ప్లాటినం, నికెల్ లేదా రాగి) నుండి తయారు చేస్తారు. థర్మిస్టర్‌లు RTDల కంటే వేగంగా ఉష్ణోగ్రత మార్పులను గుర్తించగలవు, వేగవంతమైన అభిప్రాయాన్ని అందిస్తాయి. అందువల్ల, తక్కువ ధర, చిన్న పరిమాణం, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన, అధిక సున్నితత్వం మరియు పరిమిత ఉష్ణోగ్రత పరిధి, ఎలక్ట్రానిక్స్ నియంత్రణ, గృహ మరియు భవన నియంత్రణ, శాస్త్రీయ ప్రయోగశాలలు లేదా వాణిజ్యంలో థర్మోకపుల్‌ల కోసం కోల్డ్ జంక్షన్ పరిహారం వంటి అనువర్తనాల్లో సెన్సార్‌ల ద్వారా థర్మిస్టర్‌లు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి. లేదా పారిశ్రామిక అప్లికేషన్లు. ప్రయోజనాల. అప్లికేషన్లు.
చాలా సందర్భాలలో, NTC థర్మిస్టర్‌లు PTC థర్మిస్టర్‌లు కాకుండా ఖచ్చితమైన ఉష్ణోగ్రత కొలత కోసం ఉపయోగించబడతాయి. కొన్ని PTC థర్మిస్టర్‌లు అందుబాటులో ఉన్నాయి, వీటిని ఓవర్‌కరెంట్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్‌లలో లేదా సేఫ్టీ అప్లికేషన్‌ల కోసం రీసెట్ చేయగల ఫ్యూజ్‌లుగా ఉపయోగించవచ్చు. PTC థర్మిస్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన-ఉష్ణోగ్రత వక్రత స్విచ్ పాయింట్ (లేదా క్యూరీ పాయింట్)కి చేరుకోవడానికి ముందు చాలా చిన్న NTC ప్రాంతాన్ని చూపుతుంది, దీని పైన అనేక డిగ్రీల సెల్సియస్ పరిధిలో అనేక ఆర్డర్‌ల పరిమాణంలో ప్రతిఘటన తీవ్రంగా పెరుగుతుంది. ఓవర్ కరెంట్ పరిస్థితుల్లో, PTC థర్మిస్టర్ స్విచ్చింగ్ ఉష్ణోగ్రత మించిపోయినప్పుడు బలమైన స్వీయ-తాపాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు దాని నిరోధకత తీవ్రంగా పెరుగుతుంది, ఇది సిస్టమ్‌కు ఇన్‌పుట్ కరెంట్‌ను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా నష్టాన్ని నివారిస్తుంది. PTC థర్మిస్టర్‌ల స్విచింగ్ పాయింట్ సాధారణంగా 60°C మరియు 120°C మధ్య ఉంటుంది మరియు విస్తృత శ్రేణి అప్లికేషన్‌లలో ఉష్ణోగ్రత కొలతలను నియంత్రించడానికి తగినది కాదు. ఈ కథనం NTC థర్మిస్టర్‌లపై దృష్టి సారిస్తుంది, ఇవి సాధారణంగా -80°C నుండి +150°C వరకు ఉష్ణోగ్రతలను కొలవగలవు లేదా పర్యవేక్షించగలవు. NTC థర్మిస్టర్‌లు 25°C వద్ద కొన్ని ఓమ్‌ల నుండి 10 MΩ వరకు రెసిస్టెన్స్ రేటింగ్‌లను కలిగి ఉంటాయి. అంజీర్లో చూపిన విధంగా. 1, థర్మిస్టర్‌ల కోసం డిగ్రీ సెల్సియస్‌కు ప్రతిఘటనలో మార్పు రెసిస్టెన్స్ థర్మామీటర్‌ల కంటే ఎక్కువగా కనిపిస్తుంది. థర్మిస్టర్‌లతో పోలిస్తే, థర్మిస్టర్ యొక్క అధిక సున్నితత్వం మరియు అధిక ప్రతిఘటన విలువ దాని ఇన్‌పుట్ సర్క్యూట్‌ను సులభతరం చేస్తుంది, ఎందుకంటే థర్మిస్టర్‌లకు సీసం నిరోధకతను భర్తీ చేయడానికి 3-వైర్ లేదా 4-వైర్ వంటి ప్రత్యేక వైరింగ్ కాన్ఫిగరేషన్ అవసరం లేదు. థర్మిస్టర్ డిజైన్ సాధారణ 2-వైర్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను మాత్రమే ఉపయోగిస్తుంది.
హై-ప్రెసిషన్ థర్మిస్టర్-ఆధారిత ఉష్ణోగ్రత కొలతకు ఖచ్చితమైన సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్, అనలాగ్-టు-డిజిటల్ మార్పిడి, లీనియరైజేషన్ మరియు పరిహారం అవసరం, అంజీర్‌లో చూపిన విధంగా. 2.
సిగ్నల్ చైన్ సరళంగా అనిపించినప్పటికీ, మొత్తం మదర్‌బోర్డు పరిమాణం, ధర మరియు పనితీరును ప్రభావితం చేసే అనేక సంక్లిష్టతలు ఉన్నాయి. ADI యొక్క ఖచ్చితత్వ ADC పోర్ట్‌ఫోలియో AD7124-4/AD7124-8 వంటి అనేక సమీకృత పరిష్కారాలను కలిగి ఉంది, ఇది అప్లికేషన్‌కు అవసరమైన చాలా బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు అంతర్నిర్మితంగా ఉన్నందున థర్మల్ సిస్టమ్ రూపకల్పనకు అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది. అయినప్పటికీ, థర్మిస్టర్ ఆధారిత ఉష్ణోగ్రత కొలత పరిష్కారాలను రూపొందించడంలో మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడంలో వివిధ సవాళ్లు ఉన్నాయి.
ఈ వ్యాసం ఈ సమస్యలలో ప్రతిదానిని చర్చిస్తుంది మరియు వాటిని పరిష్కరించడానికి మరియు అటువంటి వ్యవస్థల రూపకల్పన ప్రక్రియను మరింత సులభతరం చేయడానికి సిఫార్సులను అందిస్తుంది.
అనేక రకాల ఉన్నాయిNTC థర్మిస్టర్లునేడు మార్కెట్‌లో ఉంది, కాబట్టి మీ అప్లికేషన్ కోసం సరైన థర్మిస్టర్‌ను ఎంచుకోవడం చాలా కష్టమైన పని. థర్మిస్టర్లు వాటి నామమాత్రపు విలువతో జాబితా చేయబడతాయని గమనించండి, ఇది 25 ° C వద్ద వాటి నామమాత్రపు నిరోధకత. కాబట్టి, 10 kΩ థర్మిస్టర్ 25°C వద్ద 10 kΩ నామమాత్రపు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. థర్మిస్టర్‌లు నామమాత్ర లేదా ప్రాథమిక నిరోధక విలువలను కొన్ని ఓంల నుండి 10 MΩ వరకు కలిగి ఉంటాయి. తక్కువ ప్రతిఘటన రేటింగ్‌లు (10 kΩ లేదా అంతకంటే తక్కువ నామమాత్రపు నిరోధకత) కలిగిన థర్మిస్టర్‌లు సాధారణంగా -50°C నుండి +70°C వరకు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత పరిధులకు మద్దతు ఇస్తాయి. అధిక నిరోధక రేటింగ్‌లు కలిగిన థర్మిస్టర్‌లు 300°C వరకు ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలవు.
థర్మిస్టర్ మూలకం మెటల్ ఆక్సైడ్‌తో తయారు చేయబడింది. థర్మిస్టర్‌లు బాల్, రేడియల్ మరియు SMD ఆకారాలలో అందుబాటులో ఉన్నాయి. థర్మిస్టర్ పూసలు అదనపు రక్షణ కోసం ఎపాక్సీ పూత లేదా గాజుతో కప్పబడి ఉంటాయి. ఎపాక్సీ కోటెడ్ బాల్ థర్మిస్టర్‌లు, రేడియల్ మరియు సర్ఫేస్ థర్మిస్టర్‌లు 150°C వరకు ఉష్ణోగ్రతలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి. గ్లాస్ బీడ్ థర్మిస్టర్లు అధిక ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి అనుకూలంగా ఉంటాయి. అన్ని రకాల పూతలు/ప్యాకేజింగ్ కూడా తుప్పు పట్టకుండా కాపాడతాయి. కొన్ని థర్మిస్టర్లు కఠినమైన వాతావరణంలో అదనపు రక్షణ కోసం అదనపు గృహాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి. రేడియల్/SMD థర్మిస్టర్‌ల కంటే బీడ్ థర్మిస్టర్‌లు వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన సమయాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అయితే, అవి అంత మన్నికైనవి కావు. అందువల్ల, ఉపయోగించిన థర్మిస్టర్ రకం ముగింపు అప్లికేషన్ మరియు థర్మిస్టర్ ఉన్న వాతావరణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. థర్మిస్టర్ యొక్క దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం దాని పదార్థం, ప్యాకేజింగ్ మరియు డిజైన్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఎపాక్సీ-కోటెడ్ NTC థర్మిస్టర్ సంవత్సరానికి 0.2°C మారవచ్చు, అయితే సీల్డ్ థర్మిస్టర్ సంవత్సరానికి 0.02°C మాత్రమే మారుతుంది.
థర్మిస్టర్లు వేర్వేరు ఖచ్చితత్వంతో వస్తాయి. ప్రామాణిక థర్మిస్టర్లు సాధారణంగా 0.5°C నుండి 1.5°C వరకు ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. థర్మిస్టర్ రెసిస్టెన్స్ రేటింగ్ మరియు బీటా విలువ (25°C నుండి 50°C/85°C నిష్పత్తి) సహనాన్ని కలిగి ఉంటాయి. తయారీదారుని బట్టి థర్మిస్టర్ బీటా విలువ మారుతుందని గమనించండి. ఉదాహరణకు, వివిధ తయారీదారుల నుండి 10 kΩ NTC థర్మిస్టర్‌లు వేర్వేరు బీటా విలువలను కలిగి ఉంటాయి. మరింత ఖచ్చితమైన సిస్టమ్‌ల కోసం, Omega™ 44xxx సిరీస్ వంటి థర్మిస్టర్‌లను ఉపయోగించవచ్చు. అవి 0°C నుండి 70°C ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో 0.1°C లేదా 0.2°C ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, కొలవగల ఉష్ణోగ్రతల పరిధి మరియు ఆ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో అవసరమైన ఖచ్చితత్వం ఈ అనువర్తనానికి థర్మిస్టర్‌లు అనుకూలంగా ఉన్నాయో లేదో నిర్ణయిస్తుంది. దయచేసి Omega 44xxx సిరీస్ యొక్క ఖచ్చితత్వం ఎక్కువ, అధిక ధర.
నిరోధకతను డిగ్రీల సెల్సియస్‌కి మార్చడానికి, బీటా విలువ సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. రెండు ఉష్ణోగ్రత పాయింట్లు మరియు ప్రతి ఉష్ణోగ్రత పాయింట్ వద్ద సంబంధిత నిరోధకతను తెలుసుకోవడం ద్వారా బీటా విలువ నిర్ణయించబడుతుంది.
RT1 = ఉష్ణోగ్రత నిరోధం 1 RT2 = ఉష్ణోగ్రత నిరోధం 2 T1 = ఉష్ణోగ్రత 1 (K) T2 = ఉష్ణోగ్రత 2 (K)
ప్రాజెక్ట్‌లో ఉపయోగించిన ఉష్ణోగ్రత పరిధికి దగ్గరగా ఉన్న బీటా విలువను వినియోగదారు ఉపయోగిస్తున్నారు. చాలా థర్మిస్టర్ డేటాషీట్‌లు 25°C వద్ద రెసిస్టెన్స్ టాలరెన్స్‌తో పాటు బీటా విలువను మరియు బీటా విలువ కోసం టాలరెన్స్‌ను జాబితా చేస్తాయి.
అధిక ఖచ్చితత్వ థర్మిస్టర్‌లు మరియు ఒమేగా 44xxx సిరీస్ వంటి అధిక ఖచ్చితత్వ ముగింపు పరిష్కారాలు నిరోధకతను డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు మార్చడానికి స్టెయిన్‌హార్ట్-హార్ట్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. సమీకరణం 2కి మూడు స్థిరాంకాలు A, B మరియు C అవసరం, మళ్లీ సెన్సార్ తయారీదారు అందించారు. సమీకరణ గుణకాలు మూడు ఉష్ణోగ్రత పాయింట్లను ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయబడినందున, ఫలిత సమీకరణం లీనియరైజేషన్ (సాధారణంగా 0.02 °C) ద్వారా ప్రవేశపెట్టబడిన లోపాన్ని తగ్గిస్తుంది.
A, B మరియు C అనేవి మూడు ఉష్ణోగ్రత సెట్ పాయింట్ల నుండి ఉద్భవించిన స్థిరాంకాలు. R = ఓంలలో థర్మిస్టర్ నిరోధకత T = K డిగ్రీలలో ఉష్ణోగ్రత
అంజీర్ న. 3 సెన్సార్ యొక్క ప్రస్తుత ఉత్తేజాన్ని చూపుతుంది. డ్రైవ్ కరెంట్ థర్మిస్టర్‌కు వర్తించబడుతుంది మరియు అదే కరెంట్ ప్రెసిషన్ రెసిస్టర్‌కు వర్తించబడుతుంది; ఒక ఖచ్చితమైన నిరోధకం కొలత కోసం సూచనగా ఉపయోగించబడుతుంది. రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్ యొక్క విలువ తప్పనిసరిగా థర్మిస్టర్ రెసిస్టెన్స్ యొక్క అత్యధిక విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి లేదా సమానంగా ఉండాలి (సిస్టమ్‌లో కొలవబడిన అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది).
ఉత్తేజిత ప్రవాహాన్ని ఎంచుకున్నప్పుడు, థర్మిస్టర్ యొక్క గరిష్ట నిరోధకత మళ్లీ పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. సెన్సార్ మరియు రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్‌లోని వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ ఎలక్ట్రానిక్స్‌కు ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిలో ఉండేలా ఇది నిర్ధారిస్తుంది. ఫీల్డ్ కరెంట్ సోర్స్‌కి కొంత హెడ్‌రూమ్ లేదా అవుట్‌పుట్ మ్యాచింగ్ అవసరం. థర్మిస్టర్ తక్కువ కొలవగల ఉష్ణోగ్రత వద్ద అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటే, ఇది చాలా తక్కువ డ్రైవ్ కరెంట్‌కి దారి తీస్తుంది. అందువల్ల, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద థర్మిస్టర్‌పై ఉత్పత్తి చేయబడిన వోల్టేజ్ చిన్నది. ఈ తక్కువ స్థాయి సిగ్నల్‌ల కొలతను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ప్రోగ్రామబుల్ గెయిన్ దశలను ఉపయోగించవచ్చు. అయినప్పటికీ, లాభం తప్పనిసరిగా డైనమిక్‌గా ప్రోగ్రామ్ చేయబడాలి ఎందుకంటే థర్మిస్టర్ నుండి సిగ్నల్ స్థాయి ఉష్ణోగ్రతతో చాలా తేడా ఉంటుంది.
గెయిన్‌ని సెట్ చేయడం కానీ డైనమిక్ డ్రైవ్ కరెంట్‌ని ఉపయోగించడం మరొక ఎంపిక. అందువల్ల, థర్మిస్టర్ నుండి సిగ్నల్ స్థాయి మారినప్పుడు, డ్రైవ్ కరెంట్ విలువ డైనమిక్‌గా మారుతుంది, తద్వారా థర్మిస్టర్‌లో అభివృద్ధి చేయబడిన వోల్టేజ్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం యొక్క పేర్కొన్న ఇన్‌పుట్ పరిధిలో ఉంటుంది. రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్‌లో అభివృద్ధి చేయబడిన వోల్టేజ్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌కు ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిలో ఉందని వినియోగదారు నిర్ధారించుకోవాలి. రెండు ఎంపికలకు అధిక స్థాయి నియంత్రణ అవసరం, థర్మిస్టర్‌లోని వోల్టేజ్ యొక్క స్థిరమైన పర్యవేక్షణ అవసరం, తద్వారా ఎలక్ట్రానిక్స్ సిగ్నల్‌ను కొలవగలదు. సులభమైన ఎంపిక ఉందా? వోల్టేజ్ ఉత్తేజాన్ని పరిగణించండి.
థర్మిస్టర్‌కి DC వోల్టేజీని వర్తింపజేసినప్పుడు, థర్మిస్టర్ రెసిస్టెన్స్ మారినప్పుడు థర్మిస్టర్ ద్వారా కరెంట్ ఆటోమేటిక్‌గా స్కేల్ అవుతుంది. ఇప్పుడు, రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్‌కు బదులుగా ప్రెసిషన్ మెజరింగ్ రెసిస్టర్‌ని ఉపయోగించి, థర్మిస్టర్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్‌ను లెక్కించడం దీని ఉద్దేశ్యం, తద్వారా థర్మిస్టర్ నిరోధకతను లెక్కించడానికి అనుమతిస్తుంది. డ్రైవ్ వోల్టేజ్ ADC రిఫరెన్స్ సిగ్నల్‌గా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది కాబట్టి, లాభం దశ అవసరం లేదు. ప్రాసెసర్‌కు థర్మిస్టర్ వోల్టేజ్‌ని పర్యవేక్షించడం, సిగ్నల్ స్థాయిని ఎలక్ట్రానిక్స్ ద్వారా కొలవవచ్చో లేదో నిర్ణయించడం మరియు ఏ డ్రైవ్ గెయిన్/కరెంట్ విలువను సర్దుబాటు చేయాలో లెక్కించడం వంటి పని లేదు. ఈ వ్యాసంలో ఉపయోగించిన పద్ధతి ఇది.
థర్మిస్టర్ చిన్న రెసిస్టెన్స్ రేటింగ్ మరియు రెసిస్టెన్స్ పరిధిని కలిగి ఉన్నట్లయితే, వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ ఉత్తేజాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, డ్రైవ్ ప్రస్తుత మరియు లాభం పరిష్కరించవచ్చు. అందువలన, సర్క్యూట్ ఫిగర్ 3 లో చూపిన విధంగా ఉంటుంది. ఈ పద్ధతి సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, ఇది సెన్సార్ మరియు రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్ ద్వారా విద్యుత్తును నియంత్రించడం సాధ్యమవుతుంది, ఇది తక్కువ శక్తి అనువర్తనాల్లో విలువైనది. అదనంగా, థర్మిస్టర్ యొక్క స్వీయ-తాపన తగ్గించబడుతుంది.
తక్కువ నిరోధక రేటింగ్‌లతో థర్మిస్టర్‌ల కోసం వోల్టేజ్ ఉత్తేజాన్ని కూడా ఉపయోగించవచ్చు. అయినప్పటికీ, సెన్సార్ లేదా అప్లికేషన్ కోసం సెన్సార్ ద్వారా కరెంట్ చాలా ఎక్కువగా లేదని వినియోగదారు ఎల్లప్పుడూ నిర్ధారించుకోవాలి.
పెద్ద రెసిస్టెన్స్ రేటింగ్ మరియు విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధితో థర్మిస్టర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు వోల్టేజ్ ఉత్తేజితం అమలును సులభతరం చేస్తుంది. పెద్ద నామమాత్రపు ప్రతిఘటన రేట్ కరెంట్ యొక్క ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిని అందిస్తుంది. అయినప్పటికీ, అప్లికేషన్ ద్వారా మద్దతు ఇచ్చే మొత్తం ఉష్ణోగ్రత పరిధి కంటే కరెంట్ ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిలో ఉందని డిజైనర్లు నిర్ధారించుకోవాలి.
థర్మిస్టర్ కొలత వ్యవస్థను రూపొందించేటప్పుడు సిగ్మా-డెల్టా ADCలు అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి. ముందుగా, సిగ్మా-డెల్టా ADC అనలాగ్ ఇన్‌పుట్‌ని పునఃప్రారంభించినందున, బాహ్య వడపోత కనిష్టంగా ఉంచబడుతుంది మరియు సాధారణ RC ఫిల్టర్ మాత్రమే అవసరం. అవి ఫిల్టర్ రకం మరియు అవుట్‌పుట్ బాడ్ రేట్‌లో వశ్యతను అందిస్తాయి. అంతర్నిర్మిత డిజిటల్ ఫిల్టరింగ్ మెయిన్స్ పవర్డ్ పరికరాలలో ఏదైనా జోక్యాన్ని అణిచివేసేందుకు ఉపయోగించబడుతుంది. AD7124-4/AD7124-8 వంటి 24-బిట్ పరికరాలు 21.7 బిట్‌ల వరకు పూర్తి రిజల్యూషన్‌ను కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి అవి అధిక రిజల్యూషన్‌ను అందిస్తాయి.
సిగ్మా-డెల్టా ADC యొక్క ఉపయోగం స్పెసిఫికేషన్, సిస్టమ్ ధర, బోర్డు స్థలం మరియు మార్కెట్‌కి సమయాన్ని తగ్గించేటప్పుడు థర్మిస్టర్ డిజైన్‌ను చాలా సులభతరం చేస్తుంది.
ఈ కథనం AD7124-4/AD7124-8ని ADCగా ఉపయోగిస్తుంది ఎందుకంటే అవి తక్కువ శబ్దం, తక్కువ కరెంట్, అంతర్నిర్మిత PGA, అంతర్నిర్మిత సూచన, అనలాగ్ ఇన్‌పుట్ మరియు రిఫరెన్స్ బఫర్‌తో కూడిన ఖచ్చితమైన ADCలు.
మీరు డ్రైవ్ కరెంట్ లేదా డ్రైవ్ వోల్టేజ్‌ని ఉపయోగిస్తున్నారా అనే దానితో సంబంధం లేకుండా, రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ మరియు సెన్సార్ వోల్టేజ్ ఒకే డ్రైవ్ సోర్స్ నుండి వచ్చే రేషియోమెట్రిక్ కాన్ఫిగరేషన్ సిఫార్సు చేయబడింది. దీని అర్థం ఉత్తేజిత మూలంలో ఏదైనా మార్పు కొలత యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని ప్రభావితం చేయదు.
అంజీర్ న. 5 థర్మిస్టర్ మరియు ప్రెసిషన్ రెసిస్టర్ RREF కోసం స్థిరమైన డ్రైవ్ కరెంట్‌ను చూపుతుంది, RREF అంతటా అభివృద్ధి చేయబడిన వోల్టేజ్ థర్మిస్టర్‌ను కొలవడానికి రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్.
ఫీల్డ్ కరెంట్ ఖచ్చితమైనదిగా ఉండవలసిన అవసరం లేదు మరియు ఫీల్డ్ కరెంట్‌లోని ఏవైనా లోపాలు ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో తొలగించబడతాయి కాబట్టి తక్కువ స్థిరంగా ఉండవచ్చు. సాధారణంగా, రిమోట్ లొకేషన్‌లలో సెన్సార్ ఉన్నపుడు సుపీరియర్ సెన్సిటివిటీ కంట్రోల్ మరియు మెరుగైన నాయిస్ ఇమ్యూనిటీ కారణంగా వోల్టేజ్ ఎక్సైటేషన్ కంటే కరెంట్ ఎక్సైటేషన్‌కు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది. ఈ రకమైన బయాస్ పద్ధతి సాధారణంగా RTDలు లేదా తక్కువ నిరోధక విలువలు కలిగిన థర్మిస్టర్‌ల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. అయినప్పటికీ, అధిక నిరోధక విలువ మరియు అధిక సున్నితత్వం కలిగిన థర్మిస్టర్ కోసం, ప్రతి ఉష్ణోగ్రత మార్పు ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన సిగ్నల్ స్థాయి పెద్దదిగా ఉంటుంది, కాబట్టి వోల్టేజ్ ఉత్తేజితం ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, 10 kΩ థర్మిస్టర్ 25°C వద్ద 10 kΩ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. -50°C వద్ద, NTC థర్మిస్టర్ యొక్క నిరోధం 441.117 kΩ. AD7124-4/AD7124-8 అందించిన కనిష్ట డ్రైవ్ కరెంట్ 50 µA 441.117 kΩ × 50 µA = 22 Vని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది చాలా ఎక్కువ మరియు ఈ అప్లికేషన్ ఏరియాలో ఉపయోగించే చాలా వరకు అందుబాటులో ఉన్న ADCల ఆపరేటింగ్ పరిధికి వెలుపల ఉంది. థర్మిస్టర్‌లు కూడా సాధారణంగా కనెక్ట్ చేయబడి ఉంటాయి లేదా ఎలక్ట్రానిక్స్ సమీపంలో ఉంటాయి, కాబట్టి కరెంట్‌ను నడపడానికి రోగనిరోధక శక్తి అవసరం లేదు.
వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్‌గా శ్రేణిలో సెన్స్ రెసిస్టర్‌ను జోడించడం వలన థర్మిస్టర్ ద్వారా కరెంట్ దాని కనీస నిరోధక విలువకు పరిమితం చేయబడుతుంది. ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, సెన్స్ రెసిస్టర్ RSENSE యొక్క విలువ తప్పనిసరిగా 25°C రిఫరెన్స్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద థర్మిస్టర్ రెసిస్టెన్స్ విలువకు సమానంగా ఉండాలి, తద్వారా అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ దాని నామమాత్రపు ఉష్ణోగ్రత వద్ద రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ మధ్య బిందువుకు సమానంగా ఉంటుంది. 25°CC అదేవిధంగా, 25°C వద్ద 10 kΩ ప్రతిఘటనతో 10 kΩ థర్మిస్టర్‌ని ఉపయోగించినట్లయితే, RSENSE 10 kΩ ఉండాలి. ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు, NTC థర్మిస్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన కూడా మారుతుంది మరియు థర్మిస్టర్‌లోని డ్రైవ్ వోల్టేజ్ యొక్క నిష్పత్తి కూడా మారుతుంది, ఫలితంగా అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ NTC థర్మిస్టర్ నిరోధకతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
థర్మిస్టర్ మరియు/లేదా RSENSEని పవర్ చేయడానికి ఉపయోగించే ఎంచుకున్న వోల్టేజ్ రిఫరెన్స్ కొలత కోసం ఉపయోగించే ADC రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌తో సరిపోలితే, సిస్టమ్ రేషియోమెట్రిక్ మెజర్‌మెంట్‌కి సెట్ చేయబడుతుంది (మూర్తి 7) తద్వారా ఏదైనా ఎక్సైటేషన్-సంబంధిత ఎర్రర్ వోల్టేజ్ సోర్స్ తొలగించడానికి పక్షపాతంతో ఉంటుంది.
సెన్స్ రెసిస్టర్ (వోల్టేజ్ నడిచే) లేదా రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్ (ప్రస్తుత నడిచే) తక్కువ ప్రారంభ సహనం మరియు తక్కువ డ్రిఫ్ట్ కలిగి ఉండాలని గమనించండి, ఎందుకంటే రెండు వేరియబుల్స్ మొత్తం సిస్టమ్ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి.
బహుళ థర్మిస్టర్లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ఒక ఉత్తేజిత వోల్టేజ్ని ఉపయోగించవచ్చు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, ప్రతి థర్మిస్టర్ తప్పనిసరిగా దాని స్వంత ఖచ్చితమైన సెన్స్ రెసిస్టర్‌ను కలిగి ఉండాలి, అంజీర్‌లో చూపిన విధంగా. 8. ఆన్ స్టేట్‌లో ఎక్స్‌టర్నల్ మల్టీప్లెక్సర్ లేదా తక్కువ-రెసిస్టెన్స్ స్విచ్‌ని ఉపయోగించడం మరొక ఎంపిక, ఇది ఒక ఖచ్చితమైన సెన్స్ రెసిస్టర్‌ను షేర్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌తో, కొలిచినప్పుడు ప్రతి థర్మిస్టర్‌కు కొంత స్థిరీకరణ సమయం అవసరం.
సారాంశంలో, థర్మిస్టర్-ఆధారిత ఉష్ణోగ్రత కొలత వ్యవస్థను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, పరిగణించవలసిన అనేక ప్రశ్నలు ఉన్నాయి: సెన్సార్ ఎంపిక, సెన్సార్ వైరింగ్, కాంపోనెంట్ ఎంపిక ట్రేడ్-ఆఫ్‌లు, ADC కాన్ఫిగరేషన్ మరియు ఈ వివిధ వేరియబుల్స్ సిస్టమ్ యొక్క మొత్తం ఖచ్చితత్వాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయి. ఈ సిరీస్‌లోని తదుపరి కథనం మీ లక్ష్య పనితీరును సాధించడానికి మీ సిస్టమ్ డిజైన్‌ను మరియు మొత్తం సిస్టమ్ ఎర్రర్ బడ్జెట్‌ను ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయాలో వివరిస్తుంది.