RTD, เทอร์โมคัปเปิล, เทอร์มิสเตอร์, เซ็นเซอร์ IC ข้อดีและข้อเสียของการเปรียบเทียบ
การเลือกผลิตภัณฑ์ที่ตรวจจับอุณหภูมิอาจดูเหมือนเป็นเรื่องเล็กน้อย แต่เนื่องจากความหลากหลาย
ของผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่, งานนี้อาจจะน่ากลัวของ ในบทความนี้ฉันจะอธิบายสี่ประเภทของ
เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ (เครื่องตรวจจับอุณหภูมิแบบต้านทาน (RTDs), เทอร์โมคัปเปิล, เทอร์มิสเตอร์ และ
เซ็นเซอร์วงจรรวม (IC) พร้อมอินเทอร์เฟซแบบดิจิตอลและอนาล็อก) และหารือเกี่ยวกับข้อดีแต่ละอย่าง
และข้อเสียของเซ็นเซอร์
จากมุมมองระดับระบบเซ็นเซอร์อุณหภูมิเหมาะสําหรับการใช้งานของคุณ
ขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิที่ต้องการ, ความถูกต้อง, ความเป็นเส้นตรง, ค่าใช้จ่ายการแก้ปัญหา, การทํางาน, อํานาจ,
ขนาดสารละลายวิธีการติดตั้ง (วิธีการติดตั้งพื้นผิวและวิธีการเสียบรูและวงจร
วิธีการติดตั้งบอร์ด) ยังเป็นสิ่งจําเป็นเพื่อสนับสนุนวงจรง่ายต่อการออกแบบ
Rtd
ในขณะที่การวัดความต้านทานของ RTD ในขณะที่เปลี่ยนอุณหภูมิการตอบสนองเกือบจะ
เชิงเส้นทําตัวเหมือนตัวต้านทาน ดังแสดงในรูปที่ 1 กราฟแนวต้านของ RTD ไม่ใช่
เชิงเส้นอย่างเต็มที่ แต่มีการเบี่ยงเบนสองสามองศา (เส้นตรงจะแสดงสําหรับการอ้างอิง) - แต่
สามารถคาดการณ์ได้สูงและทดสอบได้อีกครั้ง เพื่อชดเชยความไม่เชิงเส้นเล็กน้อยนี้นักออกแบบส่วนใหญ่
แปลงค่าความต้านทานที่วัดได้เป็นดิจิทัลและใช้ตารางค้นหาในไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อนําไปใช้
ตัวคูณการแก้ไข การทําซ้ําและความมั่นคงในช่วงอุณหภูมิที่กว้างนี้ (เกี่ยวกับ
-250 ° C ถึง + 750 ° C) ทําให้ RTD มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานที่มีความแม่นยําสูงรวมถึง
การวัดอุณหภูมิของเหลวหรือก๊าซในท่อและเรือขนาดใหญ่
ความซับซ้อนของวงจรที่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณอะนาล็อก RTD แตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับการใช้งาน แอมพลิฟายเออร์และตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADCs) ซึ่งสร้างข้อผิดพลาดของตัวเองเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ พลังงานจะถูกจ่ายให้กับเซ็นเซอร์เฉพาะเมื่อการวัดเป็นสิ่งจําเป็น - วิธีนี้คุณยังสามารถบรรลุการทํางานพลังงานต่ํา แต่สิ่งนี้ทําให้วงจรมีความซับซ้อนมากขึ้น นอกจากนี้พลังงานที่จําเป็นในการจ่ายพลังงานให้กับเซ็นเซอร์จะเพิ่มอุณหภูมิภายในซึ่งส่งผลต่อความแม่นยําในการวัด ผลความร้อนด้วยตนเองนี้ก่อให้เกิดข้อผิดพลาดของอุณหภูมิ (ซึ่งสามารถแก้ไขได้ แต่ต้องพิจารณาเพิ่มเติม) เนื่องจากกระแสเพียงไม่กี่มิลลิเมตร นอกจากนี้โปรดจําไว้ว่า RTDs แพลทินัมแบบลวดหรือ RTDs ฟิล์มบางอาจมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับค่าใช้จ่ายของเซ็นเซอร์ IC
เทอร์มิสเตอร์
เทอร์มิสเตอร์เป็นเซ็นเซอร์ต้านทานอีกประเภทหนึ่ง มีเทอร์มิสเตอร์ที่มีอยู่หลากหลายตั้งแต่
ผลิตภัณฑ์ราคาไม่แพงสําหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยําสูงและอื่น ๆ เทอร์มิสเตอร์ต้นทุนต่ําและความแม่นยําต่ํา
ทําการวัดอย่างง่ายหรือการตรวจจับเกณฑ์ - ตัวต้านทานเหล่านี้ต้องการส่วนประกอบหลายอย่าง
(เช่น comparators การอ้างอิงและตัวต้านทานแบบแยก) แต่มีราคาไม่แพงมากและมี
คุณสมบัติอุณหภูมิความต้านทานเชิงเส้นที่ไม่มีปฏิกิริยาดังแสดงในรูปที่ 2 หากคุณต้องการ
วัดอุณหภูมิที่หลากหลายคุณจะต้องทํางานเชิงเส้นจํานวนมาก มันอาจจะเป็น
จําเป็นต้องปรับเทียบจุดอุณหภูมิหลายจุด เพื่อให้ได้ความแม่นยําสูงขึ้นราคาแพงกว่าและ
สามารถใช้อาร์เรย์เทอร์มิสเตอร์ที่ทนต่อความร้อนมากขึ้นเพื่อช่วยแก้ปัญหาที่ไม่ใช่เส้นนี้ แต่
อาร์เรย์ดังกล่าวโดยทั่วไปจะมีความไวน้อยกว่าเทอร์มิสเตอร์เดียว
เนื่องจากระบบจุดหลายเที่ยวเพิ่มความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายมักใช้เทอร์มิสเตอร์ต้นทุนต่ํา
เฉพาะสําหรับการใช้งานที่มีความต้องการการทํางานน้อยที่สุด, รวมทั้งเครื่องปิ้งขนมปัง, เครื่องชงกาแฟ,
ตู้เย็น และไดร์เป่าผม นอกจากนี้เทอร์มิสเตอร์ยังมีปัญหาความร้อนด้วยตนเอง
(โดยปกติที่อุณหภูมิสูงกว่าซึ่งความต้านทานของพวกเขาต่ํากว่า) เช่นเดียวกับ RTD สาเหตุหลัก
ของการไม่สามารถใช้เทอร์มิสเตอร์ที่แรงดันไฟฟ้าต่ํายังไม่พบ - แต่จําไว้ว่า
ยิ่งเอาต์พุตแบบเต็มสเกลต่ําลงมากจะถูกแปลงเป็นระบบโดยตรงตาม
ลักษณะของตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลลดความไว ขนาดเล็ก- อํานาจ
การใช้งานยังต้องการความซับซ้อนของวงจรที่เพิ่มขึ้นเพื่อให้ไวต่อข้อผิดพลาดที่เกิดจากเสียงรบกวน
เทอร์มิสเตอร์สามารถทํางานได้ในช่วงอุณหภูมิ -100 ° C ถึง + 500 ° C แม้ว่าส่วนใหญ่
เทอร์มิสเตอร์ได้รับการจัดอันดับสําหรับช่วงอุณหภูมิการทํางานสูงสุด + 100 ° C ถึง + 150 ° C
เทอร์โมคัปเปิล
เทอร์โมคัปเปิลรวมถึงหน้าสัมผัสของสายไฟสองเส้นที่ทําจากวัสดุที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น
เทอร์โมคัปเปิลชนิด J ทําจากเหล็กและคอนสแตนตัน ดังแสดงในรูปที่ 3 ผู้ติดต่อ 1 จะอยู่
ที่อุณหภูมิที่จะวัดในขณะที่การติดต่อ 2 และการติดต่อ 3 จะถูกวางไว้ที่ที่แตกต่างกัน
อุณหภูมิที่วัดได้ด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบอะนาล็อก LM35 แรงดันไฟฟ้าขาออกคือ
ประมาณสัดส่วนกับความแตกต่างระหว่างค่าอุณหภูมิทั้งสองนี้
รูปที่ 3: การใช้ LM35 สําหรับการชดเชยหัวต่อเย็นของเทอร์โมคัปเปิล
เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลมีความไวต่ํามาก (ตามลําดับของไมโครโวลต์หลายสิบตัวต่อองศา
เซลเซียส), คุณจะต้องต่ํา- ชดเชยเครื่องขยายเสียงในการผลิตแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทที่สามารถใช้งานได้ของ ในการดําเนินงาน
ช่วงของเทอร์โมคัปเปิล, ไม่ใช่เชิงเส้นในฟังก์ชั่นการถ่ายโอนอุณหภูมิต่อแรงดันไฟฟ้า
มักจะต้องใช้วงจรชดเชยหรือตารางค้นหาเช่นเดียวกับ RTD และเทอร์โมคัปเปิล อย่าง ไร ก็ ตาม
แม้จะมีข้อเสียเหล่านี้เทอร์โมคัปเปิลยังคงเป็นที่นิยมมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับเตาอบเครื่องทําน้ําอุ่น
เตาเผาอุปกรณ์ทดสอบและกระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่น ๆ - เนื่องจากมวลความร้อนต่ําของ
เทอร์โมคัปเปิลและช่วงอุณหภูมิการทํางานขยายถึง 2300 °Cหรือมากกว่า) กว้างมาก
เซ็นเซอร์ IC
เซ็นเซอร์ IC ทํางานในช่วงอุณหภูมิ -55 ° C ถึง + 150 ° C - เซ็นเซอร์ IC หลายตัว
สามารถใช้งานได้สูงสุด + 200 ° C เซ็นเซอร์ IC ในตัวมีหลายประเภท แต่
สี่ที่พบมากที่สุดรวมi cเซ็นเซอร์เป็นอุปกรณ์เอาท์พุทอนาล็อก, อุปกรณ์อินเตอร์เฟซดิจิตอล,
เซ็นเซอร์อุณหภูมิระยะไกลและเซ็นเซอร์ IC ในตัว (สวิตช์อุณหภูมิ) พร้อมเทอร์โมสตัท
ฟังก์ชัน อุปกรณ์เอาต์พุตอะนาล็อก (โดยทั่วไปคือเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้า แต่บางอุปกรณ์ยังมีเอาต์พุตปัจจุบัน)
เป็นโซลูชันแบบพาสซีฟมากที่สุดเมื่อพวกเขาต้องการ ADC เพื่อแปลงสัญญาณเอาต์พุตเป็นดิจิทัล ดิจิตอล
อินเทอร์เฟซอุปกรณ์อินเทอร์เฟซแบบสองสาย (I2C หรือ PMBus) มักใช้มากที่สุดและมีในตัว
ADC.P จะแปลงข้อความออกเป็นข้อความ
นอกเหนือจากการรวมเซ็นเซอร์อุณหภูมิในท้องถิ่นเซ็นเซอร์อุณหภูมิระยะไกลยังมีหนึ่งหรือ
อินพุตเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิไดโอดระยะไกล - พวกเขามักจะอยู่ในระดับสูง
IC ดิจิตอลแบบบูรณาการเช่นโปรเซสเซอร์หรืออาร์เรย์ประตูที่ตั้งโปรแกรมได้ภาคสนาม】) ใน เทอร์โมสตัท
ให้การเตือนภัยอย่างง่ายเมื่อถึงเกณฑ์อุณหภูมิ
การใช้เซ็นเซอร์ IC มีประโยชน์หลายประการรวมถึง: การใช้พลังงานต่ํา แพคเกจขนาดเล็ก
ขนาด (บางขนาดเล็ก 0.8 มม. x 0.8 มม.); และต้นทุนอุปกรณ์ต่ําสําหรับบางแอปพลิเคชัน นอกจากนี้ตั้งแต่
เซ็นเซอร์ IC ได้รับการปรับเทียบในระหว่างการทดสอบการผลิตไม่จําเป็นต้องสอบเทียบเพิ่มเติม พวก เขา
มักใช้ในการใช้งานแทร็กออกกําลังกายผลิตภัณฑ์ที่สวมใส่ได้ระบบคอมพิวเตอร์ข้อมูล
เครื่องตัดไม้และการใช้งานยานยนต์
นักออกแบบบอร์ดที่มีประสบการณ์จะใช้โซลูชันที่เหมาะสมที่สุดตามผลิตภัณฑ์สุดท้าย
ความต้องการของลูกค้าของ ตารางที่ 1 แสดงจุดแข็ง / จุดอ่อนสัมพัทธ์ของเซ็นเซอร์อุณหภูมิแต่ละตัว
ตารางที่ 1: RTD, เทอร์มิสเตอร์, เทอร์โมคัปเปิลและเซ็นเซอร์ IC ข้อดีและข้อเสียที่เกี่ยวข้อง
เพิ่ม: ไม่มีของ16,ถนน3,ซานเจียงโซนอุตสาหกรรม, เสิ่นโจว, เจ้อเจียง, ประเทศจีน
รายชื่อผู้ติดต่อ: ericxie
อีเมล:sale@benoelectric.com
ม็อบ: +861598895936
Skype:ericxie123@outlook.com
Wechat & Whatsapp: +8615988295936
เว็บไซต์: wwwของ benoindustry.com
