دا د دوه برخو لړۍ لومړۍ مقاله ده. دا مقاله به لومړی د تاریخ او ډیزاین ننګونو په اړه بحث وکړيد ترمامیسټر پر بنسټ تودوخهد اندازه کولو سیسټمونه، او همدارنګه د مقاومت ترمامیتر (RTD) د تودوخې اندازه کولو سیسټمونو سره د دوی پرتله کول. دا به د ترمامیتر انتخاب، د ترتیب تبادله، او د دې غوښتنلیک په ساحه کې د سیګما-ډیلټا انالوګ-ته-ډیجیټل کنورټرونو (ADCs) اهمیت هم تشریح کړي. دویمه مقاله به د وروستي ترمامیتر پر بنسټ د اندازه کولو سیسټم غوره کولو او ارزولو څرنګوالی توضیح کړي.
لکه څنګه چې د تیرو مقالو لړۍ کې تشریح شوي، د RTD د تودوخې سینسر سیسټمونو اصلاح کول، RTD یو مقاومت دی چې مقاومت یې د تودوخې سره توپیر لري. ترمیسټرونه د RTDs سره ورته کار کوي. د RTDs برعکس، کوم چې یوازې د تودوخې مثبت ضریب لري، یو ترمیسټر کولی شي مثبت یا منفي د تودوخې ضریب ولري. د منفي تودوخې ضریب (NTC) ترمیسټرونه د تودوخې لوړیدو سره خپل مقاومت کموي، پداسې حال کې چې د تودوخې مثبت ضریب (PTC) ترمیسټرونه د تودوخې لوړیدو سره خپل مقاومت زیاتوي. په شکل کې. 1 د عادي NTC او PTC ترمیسټرونو غبرګون ځانګړتیاوې ښیې او دوی د RTD منحني سره پرتله کوي.
د تودوخې د حد له مخې، د RTD منحنی تقریبا خطي دی، او سینسر د ترمیسټرونو په پرتله د تودوخې خورا پراخه لړۍ پوښي (معمولا -200°C څخه تر +850°C پورې) د ترمیسټر غیر خطي (تخمیني) طبیعت له امله. RTDs معمولا په پیژندل شوي معیاري منحنیونو کې چمتو کیږي، پداسې حال کې چې د ترمیسټر منحنی د تولید کونکي لخوا توپیر لري. موږ به پدې اړه د دې مقالې د ترمیسټر انتخاب لارښود برخه کې په تفصیل سره بحث وکړو.
ترمیسټورونه د مرکب موادو څخه جوړ شوي دي، معمولا سیرامیکونه، پولیمرونه، یا سیمیکمډکټرونه (معمولا فلزي اکسایډونه) او خالص فلزات (پلاټینم، نکل، یا مس). ترمیسټورونه کولی شي د تودوخې بدلونونه د RTDs په پرتله ګړندي کشف کړي، چې ګړندي غبرګون چمتو کوي. له همدې امله، ترمیسټورونه معمولا د سینسرونو لخوا په هغو غوښتنلیکونو کې کارول کیږي چې ټیټ لګښت، کوچنۍ اندازه، ګړندي غبرګون، لوړ حساسیت، او د تودوخې محدود حد ته اړتیا لري، لکه د بریښنایی کنټرول، د کور او ودانۍ کنټرول، ساینسي لابراتوارونه، یا د سوداګریزو یا صنعتي غوښتنلیکونو کې د ترمموکوپلونو لپاره د سړې جنکشن جبران. غوښتنلیکونه.
په ډیری مواردو کې، د NTC ترمیسټرونو د تودوخې دقیق اندازه کولو لپاره کارول کیږي، نه د PTC ترمیسټرونو لپاره. ځینې PTC ترمیسټرونه شتون لري چې د اوورکرنټ محافظت سرکټونو کې یا د خوندیتوب غوښتنلیکونو لپاره د بیا تنظیم وړ فیوزونو په توګه کارول کیدی شي. د PTC ترمیسټر د مقاومت-تودوخې منحنی د سویچ نقطې (یا د کیوري نقطې) ته رسیدو دمخه د NTC یوه ډیره کوچنۍ سیمه ښیي، چې پورته یې مقاومت د څو درجو سانتي ګراد په حد کې د شدت په څو ترتیبونو سره په چټکۍ سره لوړیږي. د اوورکرنټ شرایطو لاندې، د PTC ترمیسټر به قوي ځان تودوخه رامینځته کړي کله چې د سویچ تودوخې څخه ډیر شي، او د هغې مقاومت به په چټکۍ سره لوړ شي، کوم چې به سیسټم ته د ننوتلو جریان کم کړي، په دې توګه د زیان مخه ونیسي. د PTC ترمیسټرونو د سویچ کولو نقطه معمولا د 60 ° C او 120 ° C ترمنځ وي او د غوښتنلیکونو په پراخه لړۍ کې د تودوخې اندازه کولو کنټرول لپاره مناسبه نه ده. دا مقاله د NTC ترمیسټرونو تمرکز کوي، کوم چې معمولا د -80 ° C څخه تر +150 ° C پورې د تودوخې اندازه یا څارنه کولی شي. د NTC ترمیسټرونو د مقاومت درجه بندي د څو اومونو څخه تر 10 MΩ پورې په 25 درجو سانتي ګراد کې ده. لکه څنګه چې په شکل 1 کې ښودل شوي، د ترمیسټرونو لپاره د هر درجې سانتي ګراد مقاومت کې بدلون د مقاومت ترمامیترونو په پرتله ډیر څرګند دی. د ترمیسټرونو په پرتله، د ترمیسټر لوړ حساسیت او لوړ مقاومت ارزښت د هغې د ننوتلو سرکټري ساده کوي، ځکه چې ترمیسټرونه د لیډ مقاومت لپاره د جبران کولو لپاره کوم ځانګړي تار ترتیب، لکه 3-تار یا 4-تار ته اړتیا نلري. د ترمیسټر ډیزاین یوازې د 2-تار ساده ترتیب کاروي.
د لوړ دقت لرونکي ترمیسټر پر بنسټ د تودوخې اندازه کول دقیق سیګنال پروسس کولو، انالوګ څخه ډیجیټل تبادلې، خطي کولو، او جبران ته اړتیا لري، لکه څنګه چې په شکل 2 کې ښودل شوي.
که څه هم د سیګنال سلسله ممکن ساده ښکاري، ډیری پیچلتیاوې شتون لري چې د ټول مدر بورډ اندازه، لګښت او فعالیت اغیزه کوي. د ADI دقیق ADC پورټ فولیو کې ډیری مدغم حلونه شامل دي، لکه AD7124-4/AD7124-8، کوم چې د تودوخې سیسټم ډیزاین لپاره یو شمیر ګټې چمتو کوي ځکه چې د غوښتنلیک لپاره اړین ډیری ودانۍ بلاکونه جوړ شوي دي. په هرصورت، د ترمیسټر پر بنسټ د تودوخې اندازه کولو حلونو ډیزاین او اصلاح کولو کې مختلف ننګونې شتون لري.
دا مقاله د دې هرې مسلې په اړه بحث کوي او د حل کولو او د داسې سیسټمونو لپاره د ډیزاین پروسې نور ساده کولو لپاره سپارښتنې وړاندې کوي.
د مختلفو ډولونو شتون لريد NTC ترمیسټرونهنن ورځ په بازار کې، نو ستاسو د غوښتنلیک لپاره د سم ترمیسټر غوره کول یو ستونزمن کار کیدی شي. په یاد ولرئ چې ترمیسټرونه د دوی د نومونې ارزښت له مخې لیست شوي، کوم چې د دوی نومونې مقاومت په 25 درجو سانتی ګراد کې دی. له همدې امله، د 10 kΩ ترمیسټر په 25 درجو سانتی ګراد کې د 10 kΩ نومونې مقاومت لري. ترمیسټرونه د څو اومونو څخه تر 10 MΩ پورې نومونې یا اساسي مقاومت ارزښتونه لري. د ټیټ مقاومت درجې سره ترمیسټرونه (د 10 kΩ یا لږ نومونې مقاومت) معمولا د ټیټ تودوخې رینجونو ملاتړ کوي، لکه -50°C څخه +70°C. د لوړ مقاومت درجې سره ترمیسټرونه کولی شي تر 300°C پورې تودوخې سره مقاومت وکړي.
د ترمیسټور عنصر د فلزي اکسایډ څخه جوړ شوی دی. ترمیسټورونه په بال، ریډیل او SMD شکلونو کې شتون لري. د ترمیسټور مڼې د ایپوکسی پوښل شوي یا د شیشې پوښل شوي دي ترڅو اضافي محافظت ترلاسه شي. د ایپوکسی پوښل شوي بال ترمیسټورونه، ریډیل او سطحي ترمیسټورونه د 150 درجو سانتي ګراد پورې تودوخې لپاره مناسب دي. د شیشې د مڼو ترمیسټورونه د لوړې تودوخې اندازه کولو لپاره مناسب دي. د کوټینګ / بسته بندۍ ټول ډولونه د زنګ وهلو څخه هم ساتنه کوي. ځینې ترمیسټورونه به په سخت چاپیریال کې د اضافي محافظت لپاره اضافي کورونه هم ولري. د مڼو ترمیسټورونه د ریډیل / SMD ترمیسټورونو په پرتله د غبرګون وخت ګړندی لري. په هرصورت، دوی دومره دوامدار ندي. له همدې امله، د کارول شوي ترمیسټور ډول د پای غوښتنلیک او هغه چاپیریال پورې اړه لري چې ترمیسټور پکې موقعیت لري. د ترمیسټور اوږدمهاله ثبات د هغې په موادو، بسته بندۍ او ډیزاین پورې اړه لري. د مثال په توګه، د ایپوکسی پوښل شوی NTC ترمیسټر کولی شي په کال کې 0.2°C بدلون ومومي، پداسې حال کې چې مهر شوی ترمیسټر یوازې په کال کې 0.02°C بدلون راولي.
ترمیسټرونه په مختلفو دقتونو کې راځي. معیاري ترمیسټرونه معمولا د 0.5°C څخه تر 1.5°C پورې دقت لري. د ترمیسټر مقاومت درجه بندي او بیټا ارزښت (د 25°C څخه تر 50°C/85°C تناسب) زغم لري. په یاد ولرئ چې د ترمیسټر بیټا ارزښت د تولید کونکي لخوا توپیر لري. د مثال په توګه، د مختلفو تولید کونکو څخه 10 kΩ NTC ترمیسټرونه به مختلف بیټا ارزښتونه ولري. د ډیرو دقیقو سیسټمونو لپاره، ترمیسټرونه لکه د اومیګا ™ 44xxx لړۍ کارول کیدی شي. دوی د 0°C څخه تر 70°C پورې د تودوخې په حد کې د 0.1°C یا 0.2°C دقت لري. له همدې امله، د تودوخې هغه حد چې اندازه کیدی شي او د دې تودوخې حد کې اړین دقت دا ټاکي چې ایا ترمیسټرونه د دې غوښتنلیک لپاره مناسب دي. مهرباني وکړئ په یاد ولرئ چې د اومیګا 44xxx لړۍ دقت څومره لوړ وي، هومره لګښت لوړ وي.
د مقاومت د سانتي ګراد درجې ته د بدلولو لپاره، معمولا د بیټا ارزښت کارول کیږي. د بیټا ارزښت د تودوخې د دوو نقطو او د هرې تودوخې نقطې سره اړونده مقاومت په پوهیدو سره ټاکل کیږي.
RT1 = د تودوخې مقاومت 1 RT2 = د تودوخې مقاومت 2 T1 = د تودوخې 1 (K) T2 = د تودوخې 2 (K)
کاروونکی د پروژې په کارولو کې د تودوخې حد ته نږدې بیټا ارزښت کاروي. ډیری ترمیسټر ډیټا شیټونه د بیټا ارزښت سره یوځای د 25 درجو سانتی ګراد مقاومت زغم او د بیټا ارزښت لپاره زغم لیست کوي.
لوړ دقیق ترمیسټرونه او د لوړ دقیق پای ته رسولو حلونه لکه د اومیګا 44xxx لړۍ د سټین هارټ-هارټ معادلې کاروي ترڅو مقاومت درجو سیلسیس ته واړوي. مساوات 2 درې ثابت A، B، او C ته اړتیا لري، چې بیا د سینسر جوړونکي لخوا چمتو شوي. ځکه چې د مساوات ضریبونه د دریو تودوخې نقطو په کارولو سره رامینځته کیږي، پایله لرونکی معادلې د خطي کولو لخوا معرفي شوې تېروتنه کموي (معمولا 0.02 °C).
A، B او C ثابتونکي دي چې د تودوخې له دریو نقطو څخه اخیستل شوي دي. R = د تودوخې مقاومت په ohms کې T = د K درجو کې تودوخه
په انځور کې ۳ د سینسر اوسنی جوش ښیي. د چلولو جریان په ترمیسټور باندې تطبیق کیږي او ورته جریان په دقیق مقاومت باندې تطبیق کیږي؛ دقیق مقاومت د اندازه کولو لپاره د حوالې په توګه کارول کیږي. د حوالې مقاومت ارزښت باید د ترمیسټور مقاومت له لوړ ارزښت څخه ډیر یا مساوي وي (په سیسټم کې د اندازه شوي ترټولو ټیټ تودوخې پورې اړه لري).
کله چې د جوش جریان غوره کوئ، د ترمیسټور اعظمي مقاومت باید بیا په پام کې ونیول شي. دا ډاډ ورکوي چې د سینسر او حوالې مقاومت په اوږدو کې ولتاژ تل د الکترونیکونو لپاره د منلو وړ کچه کې وي. د ساحې اوسني سرچینې ځینې سر خونې یا د محصول مطابقت ته اړتیا لري. که چیرې ترمیسټور د اندازه کولو وړ ټیټ حرارت کې لوړ مقاومت ولري، نو دا به د ډرایو جریان خورا ټیټ وي. له همدې امله، د لوړ حرارت کې د ترمیسټور په اوږدو کې تولید شوی ولتاژ کوچنی دی. د پروګرام وړ ګټې مرحلې د دې ټیټې کچې سیګنالونو اندازه کولو لپاره کارول کیدی شي. په هرصورت، ګټه باید په متحرک ډول پروګرام شي ځکه چې د ترمیسټور څخه د سیګنال کچه د تودوخې سره خورا توپیر لري.
بله لاره دا ده چې ګټه تنظیم کړئ مګر د متحرک ډرایو جریان وکاروئ. له همدې امله، لکه څنګه چې د ترمیسټور څخه د سیګنال کچه بدلیږي، د ډرایو جریان ارزښت په متحرک ډول بدلیږي ترڅو د ترمیسټور په اوږدو کې رامینځته شوی ولتاژ د بریښنایی وسیلې د ټاکل شوي ان پټ رینج دننه وي. کارونکی باید ډاډ ترلاسه کړي چې د حوالې مقاومت په اوږدو کې رامینځته شوی ولتاژ هم د الیکترونیکونو لپاره د منلو وړ کچه کې دی. دواړه اختیارونه د ترمیسټور په اوږدو کې د ولتاژ لوړ کنټرول، دوامداره څارنې ته اړتیا لري ترڅو الیکترونیکونه سیګنال اندازه کړي. ایا یو اسانه انتخاب شتون لري؟ د ولتاژ هڅونه په پام کې ونیسئ.
کله چې د DC ولټاژ په ترمیسټور باندې تطبیق شي، د ترمیسټور له لارې جریان په اتوماتيک ډول د ترمیسټور د مقاومت بدلون سره اندازه کیږي. اوس، د حوالې مقاومت پر ځای د دقیق اندازه کولو مقاومت په کارولو سره، د دې هدف د ترمیسټور له لارې د جریان جریان محاسبه کول دي، پدې توګه د ترمیسټور مقاومت محاسبه کولو ته اجازه ورکوي. څرنګه چې د ډرایو ولټاژ د ADC حوالې سیګنال په توګه هم کارول کیږي، نو د ګټې مرحلې ته اړتیا نشته. پروسیسر د ترمیسټور ولټاژ څارنه، دا ټاکلو دنده نلري چې ایا د سیګنال کچه د برقیاتو لخوا اندازه کیدی شي، او محاسبه کوي چې کوم ډرایو ګټه / اوسنی ارزښت تنظیم کولو ته اړتیا لري. دا هغه میتود دی چې پدې مقاله کې کارول کیږي.
که چیرې ترمیسټور د مقاومت درجه او د مقاومت حد کوچنی وي، نو ولتاژ یا د جریان جوش کارول کیدی شي. پدې حالت کې، د ډرایو جریان او لاسته راوړنه تنظیم کیدی شي. پدې توګه، سرکټ به لکه څنګه چې په شکل 3 کې ښودل شوي وي. دا طریقه اسانه ده ځکه چې د سینسر او د حوالې مقاومت له لارې د جریان کنټرول کول ممکن دي، کوم چې د ټیټ بریښنا غوښتنلیکونو کې ارزښتناکه دی. سربیره پردې، د ترمیسټور ځان تودوخه کمه شوې ده.
د ولټاژ جوش د ټیټ مقاومت لرونکو ترمیسټرونو لپاره هم کارول کیدی شي. په هرصورت، کارونکي باید تل ډاډ ترلاسه کړي چې د سینسر له لارې جریان د سینسر یا غوښتنلیک لپاره ډیر لوړ نه وي.
د ولټاژ جوش د لوړې مقاومت درجې او د تودوخې پراخه لړۍ سره د ترمیسټر کارولو پرمهال پلي کول اسانه کوي. لوی نومول شوی مقاومت د درجه بندي شوي جریان د منلو وړ کچه چمتو کوي. په هرصورت، ډیزاینران اړتیا لري ډاډ ترلاسه کړي چې جریان د غوښتنلیک لخوا ملاتړ شوي د تودوخې ټول حد کې د منلو وړ کچه کې دی.
د سیګما-ډیلټا ADCs د ترمیسټر اندازه کولو سیسټم ډیزاین کولو پرمهال ډیری ګټې وړاندې کوي. لومړی، ځکه چې سیګما-ډیلټا ADC د انلاګ ان پټ بیا نمونه کوي، بهرنۍ فلټر کول لږترلږه ساتل کیږي او یوازینۍ اړتیا یو ساده RC فلټر دی. دوی د فلټر ډول او د محصول باډ نرخ کې انعطاف چمتو کوي. جوړ شوی ډیجیټل فلټر کول د مین بریښنایی وسیلو کې د هر ډول مداخلې د مخنیوي لپاره کارول کیدی شي. د 24-bit وسایل لکه AD7124-4/AD7124-8 تر 21.7 بټونو پورې بشپړ ریزولوشن لري، نو دوی لوړ ریزولوشن چمتو کوي.
د سیګما-ډیلټا ADC کارول د ترمیسټر ډیزاین خورا ساده کوي پداسې حال کې چې مشخصات، د سیسټم لګښت، د بورډ ځای، او بازار ته د رسیدو وخت کموي.
دا مقاله AD7124-4/AD7124-8 د ADC په توګه کاروي ځکه چې دوی ټیټ شور، ټیټ جریان، دقیق ADCs دي چې د جوړ شوي PGA، جوړ شوي حوالې، انلاګ ان پټ، او حوالې بفر سره دي.
پرته له دې چې تاسو د ډرایو جریان یا د ډرایو ولټاژ کاروئ، د تناسب متریک ترتیب سپارښتنه کیږي چې پکې د حوالې ولټاژ او سینسر ولټاژ د ورته ډرایو سرچینې څخه راځي. دا پدې مانا ده چې د جوش سرچینې کې کوم بدلون به د اندازه کولو دقت اغیزه ونکړي.
په پنځم شکل کې د ترمیسټر او دقیق مقاومت RREF لپاره د دوامداره ډرایو جریان ښودل شوی، د RREF په اوږدو کې رامینځته شوی ولتاژ د ترمیسټر اندازه کولو لپاره د حوالې ولتاژ دی.
د ساحې جریان دقیق نه وي او ممکن لږ مستحکم وي ځکه چې پدې ترتیب کې به د ساحې جریان کې هر ډول غلطۍ له منځه یوړل شي. عموما، د لوړ حساسیت کنټرول او د شور معافیت غوره کولو له امله د ولټاژ جوش په پرتله د اوسني جوش غوره کیږي کله چې سینسر په لرې پرتو ځایونو کې موقعیت ولري. دا ډول تعصب میتود معمولا د RTDs یا ترمیسټرونو لپاره د ټیټ مقاومت ارزښتونو سره کارول کیږي. په هرصورت، د لوړ مقاومت ارزښت او لوړ حساسیت سره د ترمیسټر لپاره، د هر تودوخې بدلون لخوا رامینځته شوی سیګنال کچه به لویه وي، نو د ولټاژ جوش کارول کیږي. د مثال په توګه، د 10 kΩ ترمیسټر په 25 درجو سانتي ګراد کې د 10 kΩ مقاومت لري. په -50 درجو سانتي ګراد کې، د NTC ترمیسټر مقاومت 441.117 kΩ دی. د AD7124-4/AD7124-8 لخوا چمتو شوی د 50 µA لږترلږه ډرایو جریان 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V تولیدوي، کوم چې ډیر لوړ دی او د دې غوښتنلیک ساحه کې کارول شوي ډیری شته ADCs عملیاتي حد څخه بهر دی. ترمیسټرونه هم معمولا وصل وي یا د برقیاتو سره نږدې موقعیت لري، نو د ډرایو جریان ته معافیت ته اړتیا نشته.
د ولټاژ ویشونکي سرکټ په توګه په لړۍ کې د سینس ریزسټر اضافه کول به د ترمیسټور له لارې جریان د هغې لږترلږه مقاومت ارزښت ته محدود کړي. پدې ترتیب کې، د سینس ریزسټر RSENSE ارزښت باید د 25 درجې سانتي ګراد د حوالې تودوخې کې د ترمیسټور مقاومت ارزښت سره مساوي وي، نو د تولید ولټاژ به د 25 درجې سانتي ګراد د نومول شوي تودوخې کې د حوالې ولټاژ د مینځنۍ نقطې سره مساوي وي. په ورته ډول، که چیرې یو 10 kΩ ترمیسټور د 25 درجې سانتي ګراد کې د 10 kΩ مقاومت سره وکارول شي، RSENSE باید 10 kΩ وي. لکه څنګه چې تودوخه بدلیږي، د NTC ترمیسټور مقاومت هم بدلیږي، او د ترمیسټور په اوږدو کې د ډرایو ولټاژ تناسب هم بدلیږي، په پایله کې د تولید ولټاژ د NTC ترمیسټور مقاومت سره متناسب وي.
که چیرې د ترمیسټر او/یا RSENSE د بریښنا ورکولو لپاره کارول شوی ټاکل شوی ولتاژ حواله د اندازه کولو لپاره کارول شوي ADC حوالې ولتاژ سره سمون ولري، سیسټم د تناسب اندازه کولو ته تنظیم شوی (شکل 7) نو د جوش پورې اړوند د هر ډول غلطۍ ولتاژ سرچینې لرې کولو لپاره به تعصب شي.
په یاد ولرئ چې یا د احساس مقاومت (ولتاژ چلونکی) یا د حوالې مقاومت (د اوسني چلونکی) باید ټیټ ابتدايي زغم او ټیټ جریان ولري، ځکه چې دواړه متغیرات کولی شي د ټول سیسټم دقت اغیزمن کړي.
کله چې ډیری ترمیسټرونه کاروئ، نو یو اکسیټیشن ولټاژ کارول کیدی شي. په هرصورت، هر ترمیسټر باید خپل دقیق احساس مقاومت ولري، لکه څنګه چې په شکل 8 کې ښودل شوي. بله لاره دا ده چې د بهرني ملټي پلیکسر یا ټیټ مقاومت سویچ په آن حالت کې وکاروئ، کوم چې د یو دقیق احساس مقاومت شریکولو ته اجازه ورکوي. د دې ترتیب سره، هر ترمیسټر د اندازه کولو پرمهال ځینې تنظیم کولو وخت ته اړتیا لري.
په لنډه توګه، کله چې د ترمیسټور پر بنسټ د تودوخې اندازه کولو سیسټم ډیزاین کوئ، ډیری پوښتنې شتون لري چې باید په پام کې ونیول شي: د سینسر انتخاب، د سینسر تارونه، د اجزاو انتخاب تبادله، د ADC ترتیب، او دا چې دا مختلف متغیرات څنګه د سیسټم ټولیز دقت اغیزه کوي. د دې لړۍ راتلونکې مقاله تشریح کوي چې څنګه ستاسو د سیسټم ډیزاین او د سیسټم عمومي غلطۍ بودیجه غوره کړئ ترڅو ستاسو هدف فعالیت ترلاسه کړئ.
د پوسټ وخت: سپتمبر-۳۰-۲۰۲۲