Konstruktionsschema der Thermistor-Temperaturerfassung Schaltung
Die Wahl des richtigen Temperatursensors spart nicht nur Geld, sondern maximiert auch die Systemleistung. In diesem Blogbeitrag werde ich hauptsächlich auf Thermistoren und analoge Temperatursensoren eingehen. Beide sind kostengünstige Lösungen zur Temperaturerfassung. Die Frage ist, woher weißt du, welche du wählen sollst?
Technisch gesehen ist ein Thermistor ein Widerstand, dessen Widerstandswert sich mit der Temperatur ändert. Wie in 1 gezeigt, sind eine Vorspannungsschaltung und einige externe Komponenten erforderlich, wobei der Vorspannungswiderstand und der Thermistor einen Spannungsteiler bilden und mit einem optionalen Operationsverstärker verbunden sind. Der Verstärker ist mit einem Analog-Digital-Wandler (ADC) eines Mikrocontrollers (MCU) verbunden, um den Widerstandswert des Thermistors in einen Temperaturwert umzuwandeln.
Der Vorteil des Thermistors liegt in seinen geringen Kosten. Darüber hinaus kann es als Widerstand in einem sehr kleinen Gehäuse mit zwei Anschlüssen untergebracht und in einer verdrahteten Sonde platziert werden.
Der Nachteil des Thermistors besteht darin, dass sein Ausgang nur über einen engen Temperaturbereich linear und genau ist und außerhalb dieses Bereichs nichtlinear wird. In Abbildung 2 sind die Ausgangskurven von drei Thermistoren mit Vorspannungswiderständen von 1 MΩ, 35 kΩ bzw. 10 kΩ dargestellt. Jede Kurve ist über einen engen Temperaturbereich linear, aber die drei Kurven sind nicht linear, wenn der Vorspannungswiderstand 1 MΩ, 35 kΩ bzw. 10 kΩ beträgt und die Temperaturen 10 ° C, 75 ° C bzw. 50 ° C betragen. Obwohl ein speziell kalibrierter Thermistor verwendet werden kann, um die Zielgenauigkeit für eine bestimmte Temperatur zu erreichen, ist der Thermistor teuer und die drei verschiedenen Geräte machen die Bestandsverwaltung zu kompliziert. Andere Nachteile sind unvorhersehbare Ausfälle, geringe Störfestigkeit und hoher Stromverbrauch.
Abbildung 2: Die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung des Thermistors und der Temperatur
Aus irgendeinem Grund sind Thermistoren für Temperaturmessungen über einen engen Temperaturbereich am besten geeignet, wenn Unvorhersehbarkeit und Stromverbrauch nicht kritisch sind. Ein analoger Temperatursensor ist ein aktives Halbleiterbauelement, dessen Ausgangssignal einen der Temperatur proportionalen Spannungs- oder Stromwert aufweist. Als integrierter Schaltkreis (IC) verfügt der analoge Temperatursensor über eine integrierte Intelligenz, die im Thermistor nicht verfügbar ist, was die Konstruktionsarbeit in Bezug auf analoge Temperatursensoren vereinfacht.
Technisch gesehen ist ein Thermistor ein Widerstand, dessen Widerstandswert sich mit der Temperatur ändert. Wie in 1 gezeigt, sind eine Vorspannungsschaltung und einige externe Komponenten erforderlich, wobei der Vorspannungswiderstand und der Thermistor einen Spannungsteiler bilden und mit einem optionalen Operationsverstärker verbunden sind. Der Verstärker ist mit einem Analog-Digital-Wandler (ADC) eines Mikrocontrollers (MCU) verbunden, um den Widerstandswert des Thermistors in einen Temperaturwert umzuwandeln.
Abbildung 1 Das Strukturdiagramm der Thermistor-Vorspannungsschaltung und der von Yaxun Electronics entworfenen externen Komponenten
Der Vorteil des Thermistors liegt in seinen geringen Kosten. Darüber hinaus kann es als Widerstand in einem sehr kleinen Gehäuse mit zwei Anschlüssen untergebracht und in einer verdrahteten Sonde platziert werden.
Der Nachteil des Thermistors besteht darin, dass sein Ausgang nur über einen engen Temperaturbereich linear und genau ist und außerhalb dieses Bereichs nichtlinear wird. In Abbildung 2 sind die Ausgangskurven von drei Thermistoren mit Vorspannungswiderständen von 1 MΩ, 35 kΩ bzw. 10 kΩ dargestellt. Jede Kurve ist über einen engen Temperaturbereich linear, aber die drei Kurven sind nicht linear, wenn der Vorspannungswiderstand 1 MΩ, 35 kΩ bzw. 10 kΩ beträgt und die Temperaturen 10 ° C, 75 ° C bzw. 50 ° C betragen. Obwohl ein speziell kalibrierter Thermistor verwendet werden kann, um die Zielgenauigkeit für eine bestimmte Temperatur zu erreichen, ist der Thermistor teuer und die drei verschiedenen Geräte machen die Bestandsverwaltung zu kompliziert. Andere Nachteile sind unvorhersehbare Ausfälle, geringe Störfestigkeit und hoher Stromverbrauch.
Abbildung 2: Die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung des Thermistors und der Temperatur
Aus irgendeinem Grund sind Thermistoren für Temperaturmessungen über einen engen Temperaturbereich am besten geeignet, wenn Unvorhersehbarkeit und Stromverbrauch nicht kritisch sind. Ein analoger Temperatursensor ist ein aktives Halbleiterbauelement, dessen Ausgangssignal einen der Temperatur proportionalen Spannungs- oder Stromwert aufweist. Als integrierter Schaltkreis (IC) verfügt der analoge Temperatursensor über eine integrierte Intelligenz, die im Thermistor nicht verfügbar ist, was die Konstruktionsarbeit in Bezug auf analoge Temperatursensoren vereinfacht.
