термистор заявка (РТС) за измерване на температурата

Термистори (термистори) - резистор, чието съпротивление варира значително в зависимост от температурата. Thermistors се произвеждат на базата на полупроводников материал и има нелинейна волт-амперна характеристика. Thermistors с коефициент положителна температура на резистентност (TCR) се наричат ​​PTC термистори. Поради чувствителността на температура термисторите, използвани за измерване на температурата и контрол на температурата системи за изграждане на технологично оборудване и лаборатория.

Thermistors се произвеждат на базата на полупроводникови метален оксид, сгъстен до получаване на желаната форма. Механична якост и защита срещу влияния на околната среда е снабдена с метален корпус или защитна изолиращ слой. Thermistors имат нелинейна волт-амперна характеристика и много висока температура чувствителност в сравнение с други видове сензори за температура. Типична TCR термистор стойност е 5% на степен, а за платина термодвойка (RTD) е 0.4% за степен.

Типични термистори скоро тесен температурен диапазон (-60. 150 ° С) за някои проби се разширяват до (-60. 300 ° С).

устойчивост срещу температура термистор в диапазона от няколко десетки градуса е задоволително, описан от експоненциална функция (Фиг.1)

където А - съпротивлението на безкраен температура, - температурен коефициент на чувствителност (цена обикновено лежи в диапазона 1200-16000).

От експресия (1) може да се получи между термистора TCR () и коефициента на чувствителност температура на

Количеството на TCS обикновено води до позовавания на температурата от 20 ° С (293 ° К).

Фиг.1. Устойчивост спрямо температура за термистор ММТ-1 22Kom.

Когато ток тече през него нагрява термистора, което повишава точността на измерването. Затова при избора на РТС трябва да се вземе предвид нейният коефициент на разсейване. която се определя като сила води до нагряване на термистора една степен по отношение на температурата на околната среда. За да се намали грешка, причинена от своя отопление термистор, е необходимо да се увеличи нейната повърхност, но увеличава топлинната инертност на който се характеризира с константа време. Термистор времева константа, равна на времето, през което време температурата варира от фактор д (63%) в прехвърляне на термистора на атмосферния въздух с температура 0 ° С. Целзий на въздух до температура от 100 ° С. Типичните стойности на константите време са в диапазона от десети от секунди до няколко минути.

Поради силната нелинейността на температурната зависимост на топлинни резистори не може да се използва без нелинейност компенсация (линеаризация) техните характеристики. За тази цел, приравняване на нелинейна функция, чиито коефициенти са избрани метод на най-малките квадрати или други методи за идентификация на параметри. Тази липса на термистори значително ограничава тяхното приложение, докато средствата за измерване на температура, изградени на базата на компютъра. Използването на компютър го прави лесно да се компенсира нелинейност чрез софтуер. Тази функция е увеличил интересът към използването на термистори през последните години и да се започне по-нататъшни проучвания в посока на подобряване на тяхната стабилност, точност и взаимозаменяемост.

За нелинейна компенсация формула използва термистори Steinhardt-Hart:

където температурите са дадени в градуси по Келвин (К = C + 273,15); - съпротивление на термистора. Коефициентите са избрани, за да даде най-доброто сближаване на експериментално получена зависимостта или предоставени от производителя на термистора.

температура измерване верига с помощта на термистора се състои от източник на ток и на термистора. на напрежението в термистора е пряко пропорционална на неговата устойчивост и се чете от диференциален усилвател. За да се елиминира ефекта на фалшив шум усилвател трябва да са достатъчно големи CMRR.

Няколко лошия резултат на температурата чувствителност дадена измервателна верига, при което термистора ток не е дадено от източник на ток и идеален източник на напрежение чрез съпротивление серия включени.

Чувствителността на схемата за измерване на температурата е пропорционална на ток през термистор. Ето защо, този ток трябва да се избере възможно най-много, но така, че грешка. Вмъкването ефект на самостоятелно отопление термистора е в приемливи граници. Прегряване РТС 1 градус, се нарича мощност, равна на нейния коефициент на разсейване.

Коефициентът на разсейване по същество зависи от термичната проводимост на средата, в която термистора (вода, въздух, контакт с метал), така че е необходимо да се вземат предвид условията, при които тя се измерва от производителя. При използване на термистора в средата трябва предварително измерена коефициент разсейване. Например, ако термистора разсейвана мощност от 2 MW, и коефициент на разсейване е равна на 10 MW / ° С, самостоятелно отопление термистора ще бъде 0.2 градуса. Ако се изисква грешка на измерване трябва да бъде по-малко да се намали ток през термистора и подобряване на скрининг проводници, тъй като, когато токът влошава съотношението сигнал / шум.

За подобряване на съотношението сигнал / шум на значително разстояние от системи за събиране на данни на датчика температура използва нискочестотен филтър с лента, което зависи от желаната скорост на измерване и топлинната инертност на сензора за температура. Типично приложение отговаря филтъра за третия ред с честотна лента от 5 Hz, например, RL-8F3 филтър RealLab серия! ,