థర్మిస్టర్-ఆధారిత ఉష్ణోగ్రత కొలత వ్యవస్థలను ఆప్టిమైజ్ చేయడం: ఒక సవాలు

ఇది రెండు-భాగాల సిరీస్‌లో మొదటి వ్యాసం. ఈ వ్యాసం మొదట చరిత్ర మరియు రూపకల్పన సవాళ్లను చర్చిస్తుందిథర్మిస్టర్ ఆధారిత ఉష్ణోగ్రతకొలత వ్యవస్థలు, అలాగే రెసిస్టెన్స్ థర్మామీటర్ (RTD) ఉష్ణోగ్రత కొలత వ్యవస్థలతో వాటి పోలిక. ఈ అనువర్తన ప్రాంతంలో థర్మిస్టర్, కాన్ఫిగరేషన్ ట్రేడ్-ఆఫ్స్ మరియు సిగ్మా-డెల్టా అనలాగ్-టు-డిజిటల్ కన్వర్టర్లు (ADC లు) యొక్క ప్రాముఖ్యతను కూడా ఇది వివరిస్తుంది. రెండవ వ్యాసం తుది థర్మిస్టర్-ఆధారిత కొలత వ్యవస్థను ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయాలి మరియు అంచనా వేయాలి.
మునుపటి వ్యాసం సిరీస్‌లో వివరించినట్లుగా, RTD ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ వ్యవస్థలను ఆప్టిమైజ్ చేస్తుంది, ఒక RTD అనేది రెసిస్టర్, దీని నిరోధకత ఉష్ణోగ్రతతో మారుతుంది. థర్మిస్టర్లు RTD లకు సమానంగా పనిచేస్తాయి. సానుకూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం మాత్రమే ఉన్న RTD ల మాదిరిగా కాకుండా, థర్మిస్టర్ సానుకూల లేదా ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత గుణకాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం (ఎన్‌టిసి) థర్మిస్టర్లు ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ వాటి నిరోధకతను తగ్గిస్తాయి, అయితే సానుకూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం (పిటిసి) థర్మిస్టర్లు ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ వాటి నిరోధకతను పెంచుతాయి. Fig లో. 1 సాధారణ NTC మరియు PTC థర్మిస్టర్‌ల యొక్క ప్రతిస్పందన లక్షణాలను చూపిస్తుంది 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) విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధిని కలిగి ఉంటుంది. RTD లు సాధారణంగా ప్రసిద్ధ ప్రామాణిక వక్రతలలో అందించబడతాయి, అయితే థర్మిస్టర్ వక్రతలు తయారీదారు ద్వారా మారుతూ ఉంటాయి. ఈ వ్యాసం యొక్క థర్మిస్టర్ సెలెక్షన్ 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 చేయబడతాయి. థర్మిస్టర్లు RTD ల కంటే వేగంగా ఉష్ణోగ్రత మార్పులను గుర్తించగలవు, ఇది వేగంగా అభిప్రాయాన్ని అందిస్తుంది. అందువల్ల, థర్మిస్టర్‌లను సాధారణంగా తక్కువ ఖర్చు, చిన్న పరిమాణం, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన, అధిక సున్నితత్వం మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ నియంత్రణ, గృహ మరియు భవన నియంత్రణ, శాస్త్రీయ ప్రయోగశాలలు లేదా వాణిజ్య లేదా పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో థర్మోకపుల్‌లకు కోల్డ్ జంక్షన్ పరిహారం వంటి పరిమిత ఉష్ణోగ్రత పరిధి అవసరమయ్యే అనువర్తనాల్లో సెన్సార్ల ద్వారా ఉపయోగిస్తారు. ప్రయోజనాలు. అనువర్తనాలు.
చాలా సందర్భాలలో, పిటిసి థర్మిస్టర్లు కాకుండా ఖచ్చితమైన ఉష్ణోగ్రత కొలత కోసం ఎన్‌టిసి థర్మిస్టర్‌లను ఉపయోగిస్తారు. కొన్ని పిటిసి థర్మిస్టర్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి, ఇవి ఓవర్‌కరెంట్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్లలో లేదా భద్రతా అనువర్తనాల కోసం పునరావాస ఫ్యూస్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి. పిటిసి థర్మిస్టర్ యొక్క రెసిస్టెన్స్-టెంపరేచర్ వక్రత స్విచ్ పాయింట్ (లేదా క్యూరీ పాయింట్) కు చేరేముందు చాలా చిన్న ఎన్‌టిసి ప్రాంతాన్ని చూపిస్తుంది, దీని పైన అనేక డిగ్రీల సెల్సియస్ పరిధిలో అనేక ఆర్డర్‌ల పరిమాణం ద్వారా ప్రతిఘటన బాగా పెరుగుతుంది. ఓవర్‌కరెంట్ పరిస్థితులలో, స్విచ్చింగ్ ఉష్ణోగ్రత మించిపోయినప్పుడు పిటిసి థర్మిస్టర్ బలమైన స్వీయ-తాపనను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు దాని నిరోధకత బాగా పెరుగుతుంది, ఇది వ్యవస్థకు ఇన్‌పుట్ కరెంట్‌ను తగ్గిస్తుంది, తద్వారా నష్టాన్ని నివారిస్తుంది. పిటిసి థర్మిస్టర్‌ల యొక్క మారే స్థానం సాధారణంగా 60 ° C మరియు 120 ° C మధ్య ఉంటుంది మరియు విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలలో ఉష్ణోగ్రత కొలతలను నియంత్రించడానికి ఇది తగినది కాదు. ఈ వ్యాసం NTC థర్మిస్టర్‌లపై దృష్టి పెడుతుంది, ఇది సాధారణంగా -80 ° C నుండి +150 ° C వరకు ఉష్ణోగ్రతను కొలవగలదు లేదా పర్యవేక్షించగలదు. NTC థర్మిస్టర్లు కొన్ని ఓంల నుండి 10 MΩ వరకు 25 ° C వద్ద నిరోధక రేటింగ్‌లను కలిగి ఉంటాయి. FIG లో చూపిన విధంగా. 1, థర్మిస్టర్‌ల కోసం డిగ్రీ సెల్సియస్‌కు నిరోధకతలో మార్పు నిరోధక థర్మామీటర్ల కంటే ఎక్కువగా కనిపిస్తుంది. థర్మిస్టర్‌లతో పోలిస్తే, థర్మిస్టర్ యొక్క అధిక సున్నితత్వం మరియు అధిక నిరోధక విలువ దాని ఇన్‌పుట్ సర్క్యూట్రీని సరళీకృతం చేస్తుంది, ఎందుకంటే థర్మిస్టర్‌లకు 3-వైర్ లేదా 4-వైర్ వంటి ప్రత్యేక వైరింగ్ కాన్ఫిగరేషన్ అవసరం లేదు, సీసం ప్రతిఘటనను భర్తీ చేయడానికి. థర్మిస్టర్ డిజైన్ సాధారణ 2-వైర్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను మాత్రమే ఉపయోగిస్తుంది.
అధిక-ఖచ్చితమైన థర్మిస్టర్-ఆధారిత ఉష్ణోగ్రత కొలతకు అంజీర్లో చూపిన విధంగా ఖచ్చితమైన సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్, అనలాగ్-టు-డిజిటల్ మార్పిడి, సరళీకరణ మరియు పరిహారం అవసరం. 2.
సిగ్నల్ గొలుసు సరళంగా అనిపించినప్పటికీ, మొత్తం మదర్‌బోర్డు యొక్క పరిమాణం, ఖర్చు మరియు పనితీరును ప్రభావితం చేసే అనేక సంక్లిష్టతలు ఉన్నాయి. ADI యొక్క ప్రెసిషన్ ADC పోర్ట్‌ఫోలియో AD7124-4/AD7124-8 వంటి అనేక ఇంటిగ్రేటెడ్ సొల్యూషన్స్‌ను కలిగి ఉంది, ఇవి థర్మల్ సిస్టమ్ డిజైన్‌కు అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి, ఎందుకంటే అనువర్తనానికి అవసరమైన చాలా బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు అంతర్నిర్మితమైనవి. అయినప్పటికీ, థర్మిస్టర్-ఆధారిత ఉష్ణోగ్రత కొలత పరిష్కారాల రూపకల్పనలో మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడంలో వివిధ సవాళ్లు ఉన్నాయి.
ఈ వ్యాసం ఈ ప్రతి సమస్యలను చర్చిస్తుంది మరియు వాటిని పరిష్కరించడానికి మరియు అటువంటి వ్యవస్థల రూపకల్పన ప్రక్రియను మరింత సరళీకృతం చేయడానికి సిఫార్సులను అందిస్తుంది.
అనేక రకాలు ఉన్నాయిNTC థర్మిస్టర్లుఈ రోజు మార్కెట్లో, కాబట్టి మీ అప్లికేషన్ కోసం సరైన థర్మిస్టర్‌ను ఎంచుకోవడం చాలా కష్టమైన పని. థర్మిస్టర్లు వాటి నామమాత్రపు విలువ ద్వారా జాబితా చేయబడిందని గమనించండి, ఇది 25 ° C వద్ద వారి నామమాత్రపు నిరోధకత. అందువల్ల, 10 kΩ థర్మిస్టర్ 25 ° C వద్ద 10 kΩ నామమాత్రపు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. థర్మిస్టర్‌లకు నామమాత్రపు లేదా ప్రాథమిక నిరోధక విలువలు కొన్ని ఓంల నుండి 10 MΩ వరకు ఉంటాయి. తక్కువ నిరోధక రేటింగ్‌లతో కూడిన థర్మిస్టర్లు (10 kΩ లేదా అంతకంటే తక్కువ నామమాత్ర నిరోధకత) సాధారణంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత శ్రేణులకు మద్దతు ఇస్తాయి, అవి -50 ° C నుండి +70 ° C. అధిక నిరోధక రేటింగ్‌లు ఉన్న థర్మిస్టర్లు 300 ° C వరకు ఉష్ణోగ్రతను తట్టుకోగలవు.
థర్మిస్టర్ మూలకం మెటల్ ఆక్సైడ్‌తో తయారు చేయబడింది. థర్మిస్టర్లు బంతి, రేడియల్ మరియు SMD ఆకారాలలో లభిస్తాయి. థర్మిస్టర్ పూసలు ఎపోక్సీ పూత లేదా అదనపు రక్షణ కోసం గ్లాస్ కప్పబడి ఉంటాయి. ఎపోక్సీ కోటెడ్ బాల్ థర్మిస్టర్లు, రేడియల్ మరియు ఉపరితల థర్మిస్టర్లు 150 ° C వరకు ఉష్ణోగ్రతలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి. గ్లాస్ బీడ్ థర్మిస్టర్లు అధిక ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి అనుకూలంగా ఉంటాయి. అన్ని రకాల పూతలు/ప్యాకేజింగ్ కూడా తుప్పు నుండి రక్షిస్తుంది. కొన్ని థర్మిస్టర్‌లు కఠినమైన వాతావరణంలో అదనపు రక్షణ కోసం అదనపు హౌసింగ్‌లను కలిగి ఉంటాయి. బీడ్ థర్మిస్టర్లు రేడియల్/SMD థర్మిస్టర్‌ల కంటే వేగంగా ప్రతిస్పందన సమయాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అయితే, అవి మన్నికైనవి కావు. అందువల్ల, ఉపయోగించిన థర్మిస్టర్ రకం ముగింపు అనువర్తనం మరియు థర్మిస్టర్ ఉన్న పర్యావరణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. థర్మిస్టర్ యొక్క దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం దాని పదార్థం, ప్యాకేజింగ్ మరియు రూపకల్పనపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఎపోక్సీ-పూతతో కూడిన NTC థర్మిస్టర్ సంవత్సరానికి 0.2 ° C ను మార్చగలదు, అయితే మూసివున్న 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) సహనం కలిగి ఉంటుంది. థర్మిస్టర్ యొక్క బీటా విలువ తయారీదారు ద్వారా మారుతుందని గమనించండి. ఉదాహరణకు, వేర్వేరు తయారీదారుల నుండి 10 kΩ NTC థర్మిస్టర్లు వేర్వేరు బీటా విలువలను కలిగి ఉంటాయి. మరింత ఖచ్చితమైన వ్యవస్థల కోసం, ఒమేగా ™ 44xxx సిరీస్ వంటి థర్మిస్టర్‌లను ఉపయోగించవచ్చు. అవి 0.1 ° C లేదా 0.2 ° C యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని 0 ° C నుండి 70 ° C వరకు ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, కొలవగల ఉష్ణోగ్రతల పరిధి మరియు ఆ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో అవసరమైన ఖచ్చితత్వం ఈ అనువర్తనానికి థర్మిస్టర్లు అనుకూలంగా ఉన్నాయో లేదో నిర్ణయిస్తుంది. దయచేసి ఒమేగా 44xxx సిరీస్ యొక్క ఖచ్చితత్వం ఎక్కువ ఖర్చు అవుతుంది, ఎక్కువ ఖర్చు అవుతుంది.
ప్రతిఘటనను డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు మార్చడానికి, బీటా విలువ సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రతి ఉష్ణోగ్రత పాయింట్ వద్ద రెండు ఉష్ణోగ్రత పాయింట్లు మరియు సంబంధిత ప్రతిఘటనను తెలుసుకోవడం ద్వారా బీటా విలువ నిర్ణయించబడుతుంది.
RT1 = ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత 1 RT2 = ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత 2 T1 = ఉష్ణోగ్రత 1 (k) T2 = ఉష్ణోగ్రత 2 (k)
వినియోగదారు ప్రాజెక్ట్‌లో ఉపయోగించిన ఉష్ణోగ్రత పరిధికి దగ్గరగా ఉన్న బీటా విలువను ఉపయోగిస్తాడు. చాలా థర్మిస్టర్ డేటాషీట్లు 25 ° C వద్ద నిరోధక సహనం మరియు బీటా విలువకు సహనం తో పాటు బీటా విలువను జాబితా చేస్తాయి.
అధిక ప్రెసిషన్ థర్మిస్టర్లు మరియు ఒమేగా 44xxx సిరీస్ వంటి అధిక ఖచ్చితమైన ముగింపు పరిష్కారాలు స్టెయిన్హార్ట్-హార్ట్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, ప్రతిఘటనను డిగ్రీల సెల్సియస్ గా మార్చడానికి. సమీకరణం 2 కి సెన్సార్ తయారీదారు మళ్ళీ అందించిన మూడు స్థిరాంకాలు A, B మరియు C అవసరం. సమీకరణం గుణకాలు మూడు ఉష్ణోగ్రత పాయింట్లను ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయబడతాయి కాబట్టి, ఫలిత సమీకరణం సరళీకరణ ద్వారా ప్రవేశపెట్టిన లోపాన్ని తగ్గిస్తుంది (సాధారణంగా 0.02 ° C).
A, B మరియు C మూడు ఉష్ణోగ్రత సెట్ పాయింట్ల నుండి పొందిన స్థిరాంకాలు. R = ఓంలలో థర్మిస్టర్ నిరోధకత t = K డిగ్రీలలో ఉష్ణోగ్రత
Fig లో. 3 సెన్సార్ యొక్క ప్రస్తుత ఉత్సాహాన్ని చూపుతుంది. డ్రైవ్ కరెంట్ థర్మిస్టర్‌కు వర్తించబడుతుంది మరియు అదే కరెంట్ ప్రెసిషన్ రెసిస్టర్‌కు వర్తించబడుతుంది; ఖచ్చితమైన రెసిస్టర్ కొలత కోసం సూచనగా ఉపయోగించబడుతుంది. రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్ యొక్క విలువ థర్మిస్టర్ నిరోధకత యొక్క అత్యధిక విలువ కంటే ఎక్కువ లేదా సమానంగా ఉండాలి (వ్యవస్థలో కొలిచిన అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రతను బట్టి).
ఉత్తేజిత ప్రవాహాన్ని ఎన్నుకునేటప్పుడు, థర్మిస్టర్ యొక్క గరిష్ట నిరోధకత మళ్లీ పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. ఇది సెన్సార్ మరియు రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్ అంతటా వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ ఎలక్ట్రానిక్స్కు ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిలో ఉంటుందని నిర్ధారిస్తుంది. ఫీల్డ్ కరెంట్ మూలానికి కొంత హెడ్‌రూమ్ లేదా అవుట్పుట్ మ్యాచింగ్ అవసరం. తక్కువ కొలవగల ఉష్ణోగ్రత వద్ద థర్మిస్టర్ అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటే, ఇది చాలా తక్కువ డ్రైవ్ కరెంట్‌కు దారితీస్తుంది. అందువల్ల, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద థర్మిస్టర్ అంతటా ఉత్పత్తి చేయబడిన వోల్టేజ్ చిన్నది. ఈ తక్కువ స్థాయి సంకేతాల కొలతను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ప్రోగ్రామబుల్ లాభం దశలను ఉపయోగించవచ్చు. ఏదేమైనా, లాభం డైనమిక్‌గా ప్రోగ్రామ్ చేయబడాలి ఎందుకంటే థర్మిస్టర్ నుండి సిగ్నల్ స్థాయి ఉష్ణోగ్రతతో చాలా తేడా ఉంటుంది.
మరొక ఎంపిక ఏమిటంటే లాభం సెట్ చేయడం కానీ డైనమిక్ డ్రైవ్ కరెంట్‌ను ఉపయోగించడం. అందువల్ల, థర్మిస్టర్ నుండి సిగ్నల్ స్థాయి మారినప్పుడు, డ్రైవ్ కరెంట్ విలువ డైనమిక్‌గా మారుతుంది, తద్వారా థర్మిస్టర్ అంతటా అభివృద్ధి చేయబడిన వోల్టేజ్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం యొక్క పేర్కొన్న ఇన్పుట్ పరిధిలో ఉంటుంది. రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్‌లో అభివృద్ధి చేయబడిన వోల్టేజ్ కూడా ఎలక్ట్రానిక్‌లకు ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిలో ఉందని వినియోగదారు నిర్ధారించాలి. రెండు ఎంపికలకు అధిక స్థాయి నియంత్రణ అవసరం, థర్మిస్టర్ అంతటా వోల్టేజ్ యొక్క స్థిరమైన పర్యవేక్షణ, తద్వారా ఎలక్ట్రానిక్స్ సిగ్నల్‌ను కొలవగలదు. సులభమైన ఎంపిక ఉందా? వోల్టేజ్ ఉత్తేజితాన్ని పరిగణించండి.
థర్మిస్టర్‌కు DC వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, థర్మిస్టర్ యొక్క నిరోధకత మారినప్పుడు థర్మిస్టర్ ద్వారా కరెంట్ స్వయంచాలకంగా స్కేల్ చేస్తుంది. ఇప్పుడు, రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్‌కు బదులుగా ఖచ్చితమైన కొలిచే రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగించి, దాని ఉద్దేశ్యం థర్మిస్టర్ ద్వారా ప్రవహించే ప్రస్తుతను లెక్కించడం, తద్వారా థర్మిస్టర్ నిరోధకతను లెక్కించడానికి అనుమతిస్తుంది. డ్రైవ్ వోల్టేజ్ కూడా ADC రిఫరెన్స్ సిగ్నల్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది కాబట్టి, లాభం దశ అవసరం లేదు. ప్రాసెసర్‌కు థర్మిస్టర్ వోల్టేజ్‌ను పర్యవేక్షించే ఉద్యోగం లేదు, సిగ్నల్ స్థాయిని ఎలక్ట్రానిక్స్ ద్వారా కొలవగలదా అని నిర్ణయించడం మరియు డ్రైవ్ లాభం/ప్రస్తుత విలువను సర్దుబాటు చేయాల్సిన అవసరం ఉందని లెక్కించడం. ఈ వ్యాసంలో ఉపయోగించిన పద్ధతి ఇది.
థర్మిస్టర్ చిన్న నిరోధక రేటింగ్ మరియు నిరోధక పరిధిని కలిగి ఉంటే, వోల్టేజ్ లేదా ప్రస్తుత ఉత్తేజితం ఉపయోగించవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, డ్రైవ్ కరెంట్ మరియు లాభం పరిష్కరించవచ్చు. అందువల్ల, సర్క్యూట్ మూర్తి 3 లో చూపిన విధంగా ఉంటుంది. ఈ పద్ధతి సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది, దీనిలో సెన్సార్ మరియు రిఫరెన్స్ రెసిస్టర్ ద్వారా కరెంట్‌ను నియంత్రించడం సాధ్యమవుతుంది, ఇది తక్కువ శక్తి అనువర్తనాల్లో విలువైనది. అదనంగా, థర్మిస్టర్ యొక్క స్వీయ-తాపన తగ్గించబడుతుంది.
తక్కువ నిరోధక రేటింగ్‌లతో థర్మిస్టర్‌ల కోసం వోల్టేజ్ ఉత్తేజితాన్ని కూడా ఉపయోగించవచ్చు. ఏదేమైనా, సెన్సార్ లేదా అనువర్తనానికి సెన్సార్ ద్వారా కరెంట్ చాలా ఎక్కువగా లేదని వినియోగదారు ఎల్లప్పుడూ నిర్ధారించుకోవాలి.
వోల్టేజ్ ఉత్తేజితం పెద్ద నిరోధక రేటింగ్ మరియు విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధితో థర్మిస్టర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు అమలును సులభతరం చేస్తుంది. పెద్ద నామమాత్రపు నిరోధకత రేటెడ్ కరెంట్ యొక్క ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిని అందిస్తుంది. ఏదేమైనా, డిజైనర్లు అప్లికేషన్ మద్దతు ఉన్న మొత్తం ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో కరెంట్ ఆమోదయోగ్యమైన స్థాయిలో ఉందని నిర్ధారించుకోవాలి.
సిగ్మా-డెల్టా ADC లు థర్మిస్టర్ కొలత వ్యవస్థను రూపొందించేటప్పుడు అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి. మొదట, సిగ్మా-డెల్టా ADC అనలాగ్ ఇన్పుట్ను పున amp రూపకల్పన చేస్తుంది కాబట్టి, బాహ్య వడపోత కనిష్టంగా ఉంచబడుతుంది మరియు ఏకైక అవసరం సాధారణ RC ఫిల్టర్. అవి ఫిల్టర్ రకం మరియు అవుట్పుట్ బాడ్ రేటులో వశ్యతను అందిస్తాయి. మెయిన్స్ శక్తితో పనిచేసే పరికరాల్లో ఏదైనా జోక్యాన్ని అణచివేయడానికి అంతర్నిర్మిత డిజిటల్ ఫిల్టరింగ్ ఉపయోగించవచ్చు. AD7124-4/AD7124-8 వంటి 24-బిట్ పరికరాలు 21.7 బిట్ల వరకు పూర్తి రిజల్యూషన్‌ను కలిగి ఉన్నాయి, కాబట్టి అవి అధిక రిజల్యూషన్‌ను అందిస్తాయి.
సిగ్మా-డెల్టా ADC యొక్క ఉపయోగం థర్మిస్టర్ డిజైన్‌ను బాగా సులభతరం చేస్తుంది, అయితే స్పెసిఫికేషన్, సిస్టమ్ ఖర్చు, బోర్డు స్థలం మరియు మార్కెట్‌కు సమయాన్ని తగ్గిస్తుంది.
ఈ వ్యాసం AD7124-4/AD7124-8 ను ADC గా ఉపయోగిస్తుంది ఎందుకంటే అవి తక్కువ శబ్దం, తక్కువ కరెంట్, అంతర్నిర్మిత PGA తో ఖచ్చితమైన ADC లు, అంతర్నిర్మిత సూచన, అనలాగ్ ఇన్పుట్ మరియు రిఫరెన్స్ బఫర్.
మీరు డ్రైవ్ కరెంట్ లేదా డ్రైవ్ వోల్టేజ్‌ను ఉపయోగిస్తున్నారా అనే దానితో సంబంధం లేకుండా, రేటియోమెట్రిక్ కాన్ఫిగరేషన్ సిఫార్సు చేయబడింది, దీనిలో రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ మరియు సెన్సార్ వోల్టేజ్ అదే డ్రైవ్ మూలం నుండి వస్తాయి. ఉత్తేజిత వనరులో ఏదైనా మార్పు కొలత యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని ప్రభావితం చేయదు.
Fig లో. 5 థర్మిస్టర్ మరియు ప్రెసిషన్ రెసిస్టర్ rref కోసం స్థిరమైన డ్రైవ్ కరెంట్‌ను చూపిస్తుంది, RREF అంతటా అభివృద్ధి చేయబడిన వోల్టేజ్ థర్మిస్టర్‌ను కొలవడానికి రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్.
ఫీల్డ్ కరెంట్ ఖచ్చితమైనదిగా ఉండవలసిన అవసరం లేదు మరియు ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో ఫీల్డ్ కరెంట్‌లో ఏదైనా లోపాలు తొలగించబడతాయి కాబట్టి తక్కువ స్థిరంగా ఉండవచ్చు. సాధారణంగా, రిమోట్ స్థానాల్లో సెన్సార్ ఉన్నప్పుడు ఉన్నతమైన సున్నితత్వ నియంత్రణ మరియు మెరుగైన శబ్దం రోగనిరోధక శక్తి కారణంగా వోల్టేజ్ ఉత్తేజితానికి ప్రస్తుత ఉత్సాహానికి ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది. ఈ రకమైన బయాస్ పద్ధతి సాధారణంగా తక్కువ నిరోధక విలువలతో RTD లు లేదా థర్మిస్టర్‌ల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. ఏదేమైనా, 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 నిరోధకత 441.117 kΩ. AD7124-4/AD7124-8 అందించిన 50 µa యొక్క కనీస డ్రైవ్ కరెంట్ 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది చాలా ఎక్కువ మరియు ఈ అనువర్తన ప్రాంతంలో ఉపయోగించిన చాలా అందుబాటులో ఉన్న ADC ల ఆపరేటింగ్ పరిధికి వెలుపల ఉంది. థర్మిస్టర్లు సాధారణంగా కనెక్ట్ చేయబడతాయి లేదా ఎలక్ట్రానిక్స్ దగ్గర ఉంటాయి, కాబట్టి కరెంట్‌ను నడపడానికి రోగనిరోధక శక్తి అవసరం లేదు.
వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్‌గా సిరీస్‌లో సెన్స్ రెసిస్టర్‌ను జోడించడం వల్ల థర్మిస్టర్ ద్వారా కరెంట్‌ను దాని కనీస నిరోధక విలువకు పరిమితం చేస్తుంది. ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌లో, సెన్స్ రెసిస్టర్ rsense యొక్క విలువ 25 ° C యొక్క రిఫరెన్స్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద థర్మిస్టర్ నిరోధకత యొక్క విలువకు సమానంగా ఉండాలి, తద్వారా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ దాని నామమాత్రపు ఉష్ణోగ్రత 25 ° CC వద్ద రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ యొక్క మధ్య బిందువుకు సమానంగా ఉంటుంది, అదేవిధంగా, 10 KΩ థర్మిస్టర్ 10 KΩ వద్ద ఉపయోగించాలి, ressent. ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు, NTC థర్మిస్టర్ యొక్క నిరోధకత కూడా మారుతుంది, మరియు థర్మిస్టర్ అంతటా డ్రైవ్ వోల్టేజ్ యొక్క నిష్పత్తి కూడా మారుతుంది, దీని ఫలితంగా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ NTC థర్మిస్టర్ యొక్క నిరోధకతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
థర్మిస్టర్ మరియు/లేదా rsense కొలత కోసం ఉపయోగించే ADC రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌తో/లేదా rsense కి శక్తినిచ్చే ఎంచుకున్న వోల్టేజ్ రిఫరెన్స్, సిస్టమ్ రేటియోమెట్రిక్ కొలత (మూర్తి 7) కు సెట్ చేయబడుతుంది, తద్వారా ఏదైనా ఉత్తేజిత లోపం వోల్టేజ్ మూలం 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 వ్యవస్థ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి.
బహుళ థర్మిస్టర్‌లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ఒక ఉత్తేజిత వోల్టేజ్ ఉపయోగించవచ్చు. ఏదేమైనా, ప్రతి థర్మిస్టర్‌కు అంజీర్లో చూపిన విధంగా దాని స్వంత ఖచ్చితమైన సెన్స్ రెసిస్టర్ ఉండాలి. 8. మరొక ఎంపిక ఏమిటంటే, ON రాష్ట్రంలో బాహ్య మల్టీప్లెక్సర్ లేదా తక్కువ-రెసిస్టెన్స్ స్విచ్‌ను ఉపయోగించడం, ఇది ఒక ఖచ్చితమైన సెన్స్ రెసిస్టర్‌ను పంచుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ కాన్ఫిగరేషన్‌తో, ప్రతి థర్మిస్టర్‌కు కొలిచినప్పుడు కొంత సమయం అవసరం.
సారాంశంలో, థర్మిస్టర్-ఆధారిత ఉష్ణోగ్రత కొలత వ్యవస్థను రూపొందించేటప్పుడు, పరిగణించవలసిన చాలా ప్రశ్నలు ఉన్నాయి: సెన్సార్ ఎంపిక, సెన్సార్ వైరింగ్, కాంపోనెంట్ ఎంపిక ట్రేడ్-ఆఫ్స్, ADC కాన్ఫిగరేషన్ మరియు ఈ వివిధ వేరియబుల్స్ సిస్టమ్ యొక్క మొత్తం ఖచ్చితత్వాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయి. మీ లక్ష్య పనితీరును సాధించడానికి మీ సిస్టమ్ డిజైన్ మరియు మొత్తం సిస్టమ్ లోపం బడ్జెట్‌ను ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయాలో ఈ శ్రేణిలోని తదుపరి వ్యాసం వివరిస్తుంది.