თერმისტორზე დაფუძნებული ტემპერატურის საზომი სისტემების ოპტიმიზაცია: გამოწვევა

ეს ორნაწილიანი სერიის პირველი სტატიაა. სტატიაში თავდაპირველად განხილული იქნება ისტორია და დიზაინის გამოწვევები.თერმისტორზე დაფუძნებული ტემპერატურაგაზომვის სისტემები, ასევე მათი შედარება წინააღმდეგობის თერმომეტრით (RTD) ტემპერატურის გაზომვის სისტემებთან. ასევე აღწერილი იქნება თერმისტორის არჩევანი, კონფიგურაციის კომპრომისები და სიგმა-დელტა ანალოგურ-ციფრული გადამყვანების (ADC) მნიშვნელობა ამ გამოყენების სფეროში. მეორე სტატიაში დეტალურად იქნება აღწერილი, თუ როგორ უნდა მოხდეს თერმისტორზე დაფუძნებული საბოლოო გაზომვის სისტემის ოპტიმიზაცია და შეფასება.
როგორც წინა სტატიების სერიაში, „RTD ტემპერატურის სენსორული სისტემების ოპტიმიზაცია“, აღინიშნა, რომ RTD არის რეზისტორი, რომლის წინაღობაც ტემპერატურასთან ერთად იცვლება. თერმისტორები მუშაობენ RTD-ების მსგავსად. RTD-ებისგან განსხვავებით, რომლებსაც მხოლოდ დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტი აქვთ, თერმისტორს შეიძლება ჰქონდეს დადებითი ან უარყოფითი ტემპერატურის კოეფიციენტი. უარყოფითი ტემპერატურის კოეფიციენტის (NTC) თერმისტორები ამცირებენ თავიანთ წინაღობას ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ხოლო დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტის (PTC) თერმისტორები ზრდიან თავიანთ წინაღობას ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ნახ. 1-ზე ნაჩვენებია ტიპიური NTC და PTC თერმისტორების რეაგირების მახასიათებლები და ადარებს მათ RTD მრუდებს.
ტემპერატურის დიაპაზონის თვალსაზრისით, RTD მრუდი თითქმის წრფივია და სენსორი ფარავს გაცილებით ფართო ტემპერატურულ დიაპაზონს, ვიდრე თერმისტორები (როგორც წესი, -200°C-დან +850°C-მდე) თერმისტორის არაწრფივი (ექსპონენციური) ბუნების გამო. RTD-ები, როგორც წესი, წარმოდგენილია კარგად ცნობილი სტანდარტიზებული მრუდებით, ხოლო თერმისტორების მრუდები განსხვავდება მწარმოებლის მიხედვით. ამას დეტალურად განვიხილავთ ამ სტატიის თერმისტორების შერჩევის სახელმძღვანელოს განყოფილებაში.
თერმისტორები მზადდება კომპოზიტური მასალებისგან, როგორც წესი, კერამიკისგან, პოლიმერებისგან ან ნახევარგამტარებისგან (როგორც წესი, ლითონის ოქსიდები) და სუფთა ლითონებისგან (პლატინა, ნიკელი ან სპილენძი). თერმისტორებს შეუძლიათ ტემპერატურის ცვლილებების უფრო სწრაფად აღმოჩენა, ვიდრე RTD-ები, რაც უზრუნველყოფს უფრო სწრაფ უკუკავშირს. ამიტომ, თერმისტორები ხშირად გამოიყენება სენსორების მიერ ისეთ აპლიკაციებში, რომლებიც მოითხოვს დაბალ ფასს, მცირე ზომას, სწრაფ რეაგირებას, უფრო მაღალ მგრძნობელობას და შეზღუდულ ტემპერატურულ დიაპაზონს, როგორიცაა ელექტრონიკის კონტროლი, სახლისა და შენობების კონტროლი, სამეცნიერო ლაბორატორიები ან ცივი შეერთების კომპენსაცია თერმოწყვილებისთვის კომერციულ ან სამრეწველო აპლიკაციებში. გამოყენება.
უმეტეს შემთხვევაში, NTC თერმისტორები გამოიყენება ტემპერატურის ზუსტი გაზომვისთვის და არა PTC თერმისტორები. ხელმისაწვდომია ზოგიერთი PTC თერმისტორი, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია ჭარბი დენისგან დაცვის სქემებში ან როგორც გადატვირთვადი დაუკრავენები უსაფრთხოების აპლიკაციებისთვის. PTC თერმისტორის წინააღმდეგობა-ტემპერატურის მრუდი აჩვენებს ძალიან მცირე NTC რეგიონს გადართვის წერტილამდე (ანუ კიურის წერტილამდე), რომლის ზემოთაც წინააღმდეგობა მკვეთრად იზრდება რამდენიმე რიგით სიდიდით რამდენიმე გრადუსი ცელსიუსის დიაპაზონში. ჭარბი დენის პირობებში, PTC თერმისტორი წარმოქმნის ძლიერ თვითგაცხელებას, როდესაც გადართვის ტემპერატურა გადააჭარბებს და მისი წინააღმდეგობა მკვეთრად გაიზრდება, რაც შეამცირებს სისტემაში შემავალ დენს, რითაც თავიდან აიცილებს დაზიანებას. PTC თერმისტორების გადართვის წერტილი, როგორც წესი, 60°C-დან 120°C-მდეა და არ არის შესაფერისი ტემპერატურის გაზომვების კონტროლისთვის ფართო სპექტრის აპლიკაციებში. ეს სტატია ფოკუსირებულია NTC თერმისტორებზე, რომლებსაც, როგორც წესი, შეუძლიათ გაზომონ ან აკონტროლონ ტემპერატურა -80°C-დან +150°C-მდე. NTC თერმისტორებს აქვთ წინაღობის ნომინალური მაჩვენებლები რამდენიმე ომიდან 10 MΩ-მდე 25°C ტემპერატურაზე. როგორც ნაჩვენებია ნახ. 1-ში, თერმისტორების წინაღობის ცვლილება გრადუს ცელსიუსზე უფრო გამოხატულია, ვიდრე წინაღობის თერმომეტრების. თერმისტორებთან შედარებით, თერმისტორის მაღალი მგრძნობელობა და მაღალი წინაღობის მნიშვნელობა ამარტივებს მის შეყვანის სქემას, რადგან თერმისტორებს არ სჭირდებათ რაიმე განსაკუთრებული გაყვანილობის კონფიგურაცია, როგორიცაა 3-მავთული ან 4-მავთული, გამტარი წინაღობის კომპენსაციისთვის. თერმისტორის დიზაინი იყენებს მხოლოდ მარტივ 2-მავთულოვან კონფიგურაციას.
მაღალი სიზუსტის თერმისტორზე დაფუძნებული ტემპერატურის გაზომვა მოითხოვს სიგნალის ზუსტ დამუშავებას, ანალოგურ-ციფრულ გარდაქმნას, ლინეარიზაციას და კომპენსაციას, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 2-ში.
მიუხედავად იმისა, რომ სიგნალის ჯაჭვი შეიძლება მარტივად მოგეჩვენოთ, არსებობს რამდენიმე სირთულე, რომელიც გავლენას ახდენს მთელი დედაპლატის ზომაზე, ფასსა და მუშაობაზე. ADI-ს ზუსტი ანალოგურ-ციფრული გადამყვანების პორტფოლიო მოიცავს რამდენიმე ინტეგრირებულ გადაწყვეტას, როგორიცაა AD7124-4/AD7124-8, რომლებიც თერმული სისტემის დიზაინისთვის რიგ უპირატესობებს იძლევა, რადგან აპლიკაციისთვის საჭირო საშენი ბლოკების უმეტესობა ჩაშენებულია. თუმცა, თერმისტორზე დაფუძნებული ტემპერატურის გაზომვის გადაწყვეტილებების დიზაინისა და ოპტიმიზაციისას სხვადასხვა სირთულე არსებობს.
ეს სტატია განიხილავს თითოეულ ამ საკითხს და იძლევა რეკომენდაციებს მათი გადაჭრისა და ასეთი სისტემების დიზაინის პროცესის შემდგომი გამარტივების შესახებ.
არსებობს ფართო სპექტრიNTC თერმისტორებიდღეს ბაზარზე არსებული თერმისტორების რაოდენობა, ამიტომ თქვენი გამოყენებისთვის შესაფერისი თერმისტორის არჩევა შეიძლება რთული ამოცანა იყოს. გაითვალისწინეთ, რომ თერმისტორები ჩამოთვლილია მათი ნომინალური მნიშვნელობის მიხედვით, რაც მათი ნომინალური წინაღობაა 25°C ტემპერატურაზე. ამიტომ, 10 kΩ თერმისტორს აქვს ნომინალური წინაღობა 10 kΩ 25°C ტემპერატურაზე. თერმისტორებს აქვთ ნომინალური ან საბაზისო წინაღობის მნიშვნელობები, რომლებიც მერყეობს რამდენიმე ომიდან 10 MΩ-მდე. დაბალი წინაღობის ნომინალური წინაღობის მქონე თერმისტორები (ნომინალური წინაღობა 10 kΩ ან ნაკლები) როგორც წესი, უჭერენ მხარს უფრო დაბალ ტემპერატურულ დიაპაზონებს, როგორიცაა -50°C-დან +70°C-მდე. უფრო მაღალი წინაღობის მქონე თერმისტორებს შეუძლიათ გაუძლონ 300°C-მდე ტემპერატურას.
თერმისტორის ელემენტი დამზადებულია ლითონის ოქსიდისგან. თერმისტორები ხელმისაწვდომია ბურთულიანი, რადიალური და SMD ფორმებით. თერმისტორის ბურთულები დაფარულია ეპოქსიდური საფარით ან მინის კაფსულით დაფარულია დამატებითი დაცვისთვის. ეპოქსიდური საფარით დაფარული ბურთულიანი თერმისტორები, რადიალური და ზედაპირული თერმისტორები შესაფერისია 150°C-მდე ტემპერატურისთვის. მინის ბურთულიანი თერმისტორები შესაფერისია მაღალი ტემპერატურის გასაზომად. ყველა ტიპის საფარი/შეფუთვა ასევე იცავს კოროზიისგან. ზოგიერთ თერმისტორს ასევე აქვს დამატებითი კორპუსები დამატებითი დაცვისთვის მკაცრ გარემოში. ბურთულიან თერმისტორებს უფრო სწრაფი რეაგირების დრო აქვთ, ვიდრე რადიალურ/SMD თერმისტორებს. თუმცა, ისინი ისეთი გამძლე არ არიან. ამიტომ, გამოყენებული თერმისტორის ტიპი დამოკიდებულია საბოლოო გამოყენებაზე და გარემოზე, რომელშიც თერმისტორი მდებარეობს. თერმისტორის გრძელვადიანი სტაბილურობა დამოკიდებულია მის მასალაზე, შეფუთვასა და დიზაინზე. მაგალითად, ეპოქსიდური საფარით დაფარული NTC თერმისტორი შეიძლება შეიცვალოს 0.2°C წელიწადში, ხოლო დალუქული თერმისტორი იცვლება მხოლოდ 0.02°C წელიწადში.
თერმისტორები სხვადასხვა სიზუსტით იყიდება. სტანდარტულ თერმისტორებს, როგორც წესი, აქვთ 0.5°C-დან 1.5°C-მდე სიზუსტე. თერმისტორის წინაღობის ნომინალურ მაჩვენებელს და ბეტა მნიშვნელობას (25°C-დან 50°C/85°C-მდე თანაფარდობა) აქვთ ტოლერანტობა. გაითვალისწინეთ, რომ თერმისტორის ბეტა მნიშვნელობა მწარმოებლის მიხედვით განსხვავდება. მაგალითად, სხვადასხვა მწარმოებლის 10 kΩ NTC თერმისტორებს ექნებათ განსხვავებული ბეტა მნიშვნელობები. უფრო ზუსტი სისტემებისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი თერმისტორები, როგორიცაა Omega™ 44xxx სერია. მათ აქვთ 0.1°C ან 0.2°C სიზუსტე 0°C-დან 70°C-მდე ტემპერატურის დიაპაზონში. ამიტომ, გასაზომი ტემპერატურის დიაპაზონი და ამ ტემპერატურის დიაპაზონში საჭირო სიზუსტე განსაზღვრავს, შესაფერისია თუ არა თერმისტორები ამ გამოყენებისთვის. გაითვალისწინეთ, რომ რაც უფრო მაღალია Omega 44xxx სერიის სიზუსტე, მით უფრო მაღალია ფასი.
წინააღმდეგობის გრადუს ცელსიუსში გადასაყვანად, როგორც წესი, გამოიყენება ბეტა მნიშვნელობა. ბეტა მნიშვნელობა განისაზღვრება ორი ტემპერატურის წერტილისა და თითოეული ტემპერატურის წერტილის შესაბამისი წინააღმდეგობის ცოდნით.
RT1 = ტემპერატურის წინააღმდეგობა 1 RT2 = ტემპერატურის წინააღმდეგობა 2 T1 = ტემპერატურა 1 (K) T2 = ტემპერატურა 2 (K)
მომხმარებელი იყენებს პროექტში გამოყენებულ ტემპერატურულ დიაპაზონთან ყველაზე ახლოს მყოფ ბეტა მნიშვნელობას. თერმისტორების მონაცემთა ფურცლების უმეტესობაში მითითებულია ბეტა მნიშვნელობა 25°C-ზე წინააღმდეგობის ტოლერანტობასთან და ბეტა მნიშვნელობის ტოლერანტობასთან ერთად.
მაღალი სიზუსტის თერმისტორები და მაღალი სიზუსტის ტერმინაციის გადაწყვეტილებები, როგორიცაა Omega 44xxx სერია, იყენებენ შტაინჰარტ-ჰარტის განტოლებას წინააღმდეგობის გრადუს ცელსიუსში გადასაყვანად. განტოლება 2-ისთვის საჭიროა სამი მუდმივი A, B და C, რომლებიც კვლავ მოწოდებულია სენსორის მწარმოებლის მიერ. რადგან განტოლების კოეფიციენტები გენერირდება სამი ტემპერატურის წერტილის გამოყენებით, შედეგად მიღებული განტოლება მინიმუმამდე ამცირებს ლინეარიზაციით გამოწვეულ შეცდომას (როგორც წესი, 0.02 °C).
A, B და C არის სამი ტემპერატურის დაყენებული წერტილიდან მიღებული მუდმივები. R = თერმისტორის წინააღმდეგობა ომებში; T = ტემპერატურა K გრადუსებში.
ნახ. 3-ზე ნაჩვენებია სენსორის აგზნების დენის სიმძლავრე. თერმისტორს მიეწოდება მამოძრავებელი დენი და იგივე დენი მიეწოდება ზუსტ რეზისტორს; ზუსტ რეზისტორს იყენებენ გაზომვისთვის საცნობარო მნიშვნელობად. საცნობარო რეზისტორის მნიშვნელობა უნდა იყოს მეტი ან ტოლი თერმისტორის წინაღობის უმაღლეს მნიშვნელობაზე (სისტემაში გაზომილი ყველაზე დაბალი ტემპერატურის მიხედვით).
აგზნების დენის არჩევისას, კვლავ უნდა იქნას გათვალისწინებული თერმისტორის მაქსიმალური წინაღობა. ეს უზრუნველყოფს, რომ სენსორსა და საცნობარო რეზისტორზე ძაბვა ყოველთვის ელექტრონიკისთვის მისაღებ დონეზე იყოს. ველის დენის წყაროს სჭირდება გარკვეული სიმძლავრე ან გამოსასვლელი შესაბამისობა. თუ თერმისტორს აქვს მაღალი წინაღობა ყველაზე დაბალ გაზომვად ტემპერატურაზე, ეს გამოიწვევს ძალიან დაბალ მამოძრავებელ დენს. ამიტომ, მაღალ ტემპერატურაზე თერმისტორზე გენერირებული ძაბვა მცირეა. პროგრამირებადი გაძლიერების საფეხურების გამოყენება შესაძლებელია ამ დაბალი დონის სიგნალების გაზომვის ოპტიმიზაციისთვის. თუმცა, გაძლიერების პროგრამირება დინამიურად უნდა მოხდეს, რადგან თერმისტორიდან გამომავალი სიგნალის დონე მნიშვნელოვნად იცვლება ტემპერატურასთან ერთად.
კიდევ ერთი ვარიანტია გაძლიერების დაყენება, მაგრამ დინამიური წამყვანი დენის გამოყენება. ამიტომ, თერმისტორიდან გამომავალი სიგნალის დონის ცვლილებასთან ერთად, წამყვანი დენის მნიშვნელობა დინამიურად იცვლება ისე, რომ თერმისტორზე განვითარებული ძაბვა ელექტრონული მოწყობილობის მითითებულ შეყვანის დიაპაზონში იყოს. მომხმარებელმა უნდა უზრუნველყოს, რომ საცნობარო რეზისტორზე განვითარებული ძაბვა ასევე ელექტრონიკისთვის მისაღებ დონეზე იყოს. ორივე ვარიანტი მოითხოვს კონტროლის მაღალ დონეს, თერმისტორზე ძაბვის მუდმივ მონიტორინგს, რათა ელექტრონიკამ შეძლოს სიგნალის გაზომვა. არსებობს თუ არა უფრო მარტივი ვარიანტი? განიხილეთ ძაბვის აგზნება.
როდესაც თერმისტორს მუდმივი დენის ძაბვა მიეწოდება, თერმისტორში გამავალი დენი ავტომატურად იცვლება თერმისტორის წინაღობის ცვლილებასთან ერთად. ახლა, საცნობარო რეზისტორის ნაცვლად ზუსტი საზომი რეზისტორის გამოყენებით, მისი მიზანია თერმისტორში გამავალი დენის გამოთვლა, რაც საშუალებას იძლევა თერმისტორის წინაღობის გამოთვლის. რადგან წამყვანი ძაბვა ასევე გამოიყენება როგორც ანალოგურ-ციფრული ციფრის საცნობარო სიგნალი, არ არის საჭირო გამაძლიერებელი საფეხური. პროცესორს არ აქვს თერმისტორის ძაბვის მონიტორინგის, იმის დასადგენად, შესაძლებელია თუ არა სიგნალის დონის გაზომვა ელექტრონიკით და წამყვანი გაძლიერების/დენის რა მნიშვნელობის კორექტირება. ეს არის ამ სტატიაში გამოყენებული მეთოდი.
თუ თერმისტორს მცირე წინაღობის ნომინალური მნიშვნელობა და წინაღობის დიაპაზონი აქვს, შესაძლებელია ძაბვის ან დენის აგზნების გამოყენება. ამ შემთხვევაში, შესაძლებელია წამყვანი დენის და გაძლიერების ფიქსირება. ამრიგად, წრედი იქნება ისეთი, როგორიც ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში. ეს მეთოდი მოსახერხებელია იმით, რომ შესაძლებელია დენის კონტროლი სენსორისა და საცნობარო რეზისტორის მეშვეობით, რაც ფასეულია დაბალი სიმძლავრის აპლიკაციებში. გარდა ამისა, თერმისტორის თვითგათბობა მინიმუმამდეა დაყვანილი.
ძაბვის აგზნების გამოყენება ასევე შესაძლებელია დაბალი წინაღობის მქონე თერმისტორებისთვის. თუმცა, მომხმარებელმა ყოველთვის უნდა უზრუნველყოს, რომ სენსორში გამავალი დენი არ იყოს ძალიან მაღალი სენსორის ან გამოყენებისთვის.
ძაბვის აგზნება ამარტივებს განხორციელებას, როდესაც გამოიყენება დიდი წინაღობის ნომინალური და ფართო ტემპერატურული დიაპაზონის მქონე თერმისტორი. უფრო დიდი ნომინალური წინააღმდეგობა უზრუნველყოფს ნომინალური დენის მისაღებ დონეს. თუმცა, დიზაინერებმა უნდა უზრუნველყონ, რომ დენი მისაღებ დონეზე იყოს აპლიკაციის მიერ მხარდაჭერილ მთელ ტემპერატურულ დიაპაზონში.
სიგმა-დელტა ანალოგურ-ციფრული გადამყვანები თერმისტორული საზომი სისტემის დიზაინის შექმნისას რამდენიმე უპირატესობას გვთავაზობენ. პირველ რიგში, იმის გამო, რომ სიგმა-დელტა ანალოგური გადამყვანი ანალოგურ შეყვანას ხელახლა ამუშავებს, გარე ფილტრაცია მინიმუმამდეა დაყვანილი და ერთადერთი მოთხოვნა მარტივი RC ფილტრია. ისინი უზრუნველყოფენ ფილტრის ტიპისა და გამომავალი გადაცემის სიჩქარის მოქნილობას. ჩაშენებული ციფრული ფილტრაციის გამოყენება შესაძლებელია ქსელში მომუშავე მოწყობილობებში ნებისმიერი ჩარევის ჩასახშობად. 24-ბიტიან მოწყობილობებს, როგორიცაა AD7124-4/AD7124-8, აქვთ სრული გარჩევადობა 21.7 ბიტამდე, ამიტომ ისინი უზრუნველყოფენ მაღალ გარჩევადობას.
სიგმა-დელტა ანალოგური გადამყვანის (ADC) გამოყენება მნიშვნელოვნად ამარტივებს თერმისტორის დიზაინს, ამავდროულად ამცირებს სპეციფიკაციებს, სისტემის ღირებულებას, დაფის ადგილს და ბაზარზე გამოსვლის დროს.
ამ სტატიაში AD7124-4/AD7124-8 გამოყენებულია ანალოგურ-ციფრულ ტრანსკრიფტორად, რადგან ისინი წარმოადგენენ დაბალი ხმაურის, დაბალი დენის, ზუსტი ანალოგურ-ციფრულ ტრანსკრიფტორებს ჩაშენებული PGA-თი, ჩაშენებული საცნობარო, ანალოგური შეყვანით და საცნობარო ბუფერით.
მიუხედავად იმისა, იყენებთ თუ არა წამყვანი დენს თუ წამყვანი ძაბვას, რეკომენდებულია რაციომეტრიული კონფიგურაცია, რომელშიც საცნობარო ძაბვა და სენსორის ძაბვა ერთი და იგივე წამყვანი წყაროდან მოდის. ეს ნიშნავს, რომ აგზნების წყაროს ნებისმიერი ცვლილება გავლენას არ მოახდენს გაზომვის სიზუსტეზე.
ნახ. 5-ზე ნაჩვენებია თერმისტორისა და ზუსტი რეზისტორის RREF-ის მუდმივი მამოძრავებელი დენი, RREF-ზე განვითარებული ძაბვა არის თერმისტორის გაზომვის საცნობარო ძაბვა.
ველის დენი არ უნდა იყოს ზუსტი და შესაძლოა ნაკლებად სტაბილური იყოს, რადგან ამ კონფიგურაციაში ველის დენში ნებისმიერი შეცდომა აღმოიფხვრება. როგორც წესი, დენის აგზნება ძაბვის აგზნებასთან შედარებით უპირატესობას ანიჭებს მგრძნობელობის უკეთესი კონტროლისა და ხმაურისადმი უკეთესი იმუნიტეტის გამო, როდესაც სენსორი მდებარეობს შორეულ ადგილებში. ამ ტიპის მიკერძოების მეთოდი, როგორც წესი, გამოიყენება RTD-ებისთვის ან დაბალი წინაღობის მნიშვნელობების მქონე თერმისტორებისთვის. თუმცა, უფრო მაღალი წინაღობის მნიშვნელობისა და მგრძნობელობის მქონე თერმისტორისთვის, თითოეული ტემპერატურის ცვლილებით გენერირებული სიგნალის დონე უფრო დიდი იქნება, ამიტომ გამოიყენება ძაბვის აგზნება. მაგალითად, 10 kΩ თერმისტორს აქვს 10 kΩ წინააღმდეგობა 25°C-ზე. -50°C-ზე, NTC თერმისტორის წინააღმდეგობა 441.117 kΩ-ია. AD7124-4/AD7124-8-ის მიერ მოწოდებული მინიმალური 50 µA წამყვანი დენი გამოიმუშავებს 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V ძაბვას, რაც ძალიან მაღალია და ამ გამოყენების არეალში გამოყენებული უმეტესი ხელმისაწვდომი ანალოგურ-ციფრული გადამყვანების სამუშაო დიაპაზონს სცილდება. თერმისტორებიც, როგორც წესი, დაკავშირებულია ან განლაგებულია ელექტრონიკის მახლობლად, ამიტომ წამყვანი დენის მიმართ იმუნიტეტი არ არის საჭირო.
ძაბვის გამყოფი წრედის სახით მიმდევრობით მიერთებული სენსორული რეზისტორის დამატება თერმისტორში გამავალ დენს მინიმალურ წინაღობამდე შეზღუდავს. ამ კონფიგურაციაში, სენსორული რეზისტორის RSENSE მნიშვნელობა ტოლი უნდა იყოს თერმისტორის წინაღობის მნიშვნელობისა 25°C საცნობარო ტემპერატურაზე, ისე, რომ გამომავალი ძაბვა ტოლი იქნება საცნობარო ძაბვის შუა წერტილისა 25°CC ნომინალურ ტემპერატურაზე. ანალოგიურად, თუ გამოიყენება 10 kΩ თერმისტორი 10 kΩ წინაღობით 25°C ტემპერატურაზე, RSENSE უნდა იყოს 10 kΩ. ტემპერატურის ცვლილებასთან ერთად, NTC თერმისტორის წინააღმდეგობაც იცვლება და თერმისტორზე წამყვანი ძაბვის თანაფარდობაც იცვლება, რის შედეგადაც გამომავალი ძაბვა NTC თერმისტორის წინაღობის პროპორციულია.
თუ თერმისტორის და/ან RSENSE-ის კვებისათვის გამოყენებული არჩეული საცნობარო ძაბვა ემთხვევა გაზომვისთვის გამოყენებულ ანალოგურ-ციფრული დენის საცნობარო ძაბვას, სისტემა დაყენებულია რაციომეტრიულ გაზომვაზე (სურათი 7) ისე, რომ აგზნებასთან დაკავშირებული შეცდომის ძაბვის წყარო გადახრილი იქნება მოსაშორებლად.
გაითვალისწინეთ, რომ როგორც სენსორულ რეზისტორს (ძაბვაზე მოქმედი), ასევე საცნობარო რეზისტორს (დენით მოქმედი) უნდა ჰქონდეს დაბალი საწყისი ტოლერანტობა და დაბალი დრიფტი, რადგან ორივე ცვლადს შეუძლია გავლენა მოახდინოს მთელი სისტემის სიზუსტეზე.
მრავალი თერმისტორის გამოყენებისას შესაძლებელია ერთი აგზნების ძაბვის გამოყენება. თუმცა, თითოეულ თერმისტორს უნდა ჰქონდეს საკუთარი ზუსტი სენსორის რეზისტორი, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 8-ზე. კიდევ ერთი ვარიანტია გარე მულტიპლექსორის ან დაბალი წინაღობის გადამრთველის გამოყენება ჩართულ მდგომარეობაში, რაც საშუალებას იძლევა ერთი ზუსტი სენსორის რეზისტორის გაზიარებისა. ამ კონფიგურაციით, თითოეულ თერმისტორს გაზომვისას გარკვეული დაწყნარების დრო სჭირდება.
შეჯამებისთვის, თერმისტორზე დაფუძნებული ტემპერატურის საზომი სისტემის შექმნისას გასათვალისწინებელია მრავალი საკითხი: სენსორის შერჩევა, სენსორის გაყვანილობა, კომპონენტების შერჩევის კომპრომისები, ანალოგურ-ციფრული გადამყვანის კონფიგურაცია და ის, თუ როგორ მოქმედებს ეს სხვადასხვა ცვლადები სისტემის საერთო სიზუსტეზე. ამ სერიის შემდეგი სტატია განმარტავს, თუ როგორ უნდა ოპტიმიზაცია გაუკეთოთ თქვენი სისტემის დიზაინს და სისტემის საერთო შეცდომების ბიუჯეტს თქვენი სამიზნე შესრულების მისაღწევად.