Is é seo an chéad alt i sraith dhá chuid. Pléifidh an t -alt seo ar dtús dúshláin stair agus dearaidhteocht bunaithe ar theirmeastarCórais tomhais, chomh maith lena gcomparáid le córais tomhais teochta teirmiméadar friotaíochta (RTD). Déanfaidh sé cur síos freisin ar an rogha teirmeastar, comhbhabhtálacha cumraíochta, agus an tábhacht a bhaineann le tiontairí aschur-go-digiteach Sigma-delta (ADCS) sa limistéar iarratais seo. Sonróidh an dara hairteagal conas an córas tomhais teirmeastar-bhunaithe deiridh a bharrfheabhsú agus a mheas.
Mar a thuairiscítear sa tsraith airteagal roimhe seo, is é atá i gceist le córais braiteora teochta RTD a bharrfheabhsú, is friotóir é RTD a athraíonn a fhriotaíocht le teocht. Oibríonn teirmeastóirí mar an gcéanna le RTDanna. Murab ionann agus RTDanna, nach bhfuil ach comhéifeacht teochta dearfach aige, is féidir le teirmeastar comhéifeacht teochta dearfach nó diúltach a bheith aige. Laghdaíonn teirmeastóirí teochta diúltacha (NTC) a bhfriotaíocht de réir mar a ardaíonn an teocht, agus méadaíonn teirmeastóirí dearfacha teochta (PTC) a bhfriotaíocht de réir mar a ardaíonn an teocht. Ar FIG. Taispeánann 1 saintréithe freagartha teirmeastóirí tipiciúla NTC agus PTC agus déanann siad comparáid idir iad agus cuair RTD.
Maidir le raon teochta, tá an cuar RTD beagnach líneach, agus clúdaíonn an braiteoir raon teochta i bhfad níos leithne ná teirmeastóirí (de ghnáth -200 ° C go +850 ° C) mar gheall ar nádúr neamh -líneach (easpónantúil) an teirmeora. Is iondúil go gcuirtear RTDanna ar fáil i gcuair chaighdeánaithe aitheanta, agus go n-athraíonn cuair teirmeastar de réir an déantóra. Pléifimid é seo go mion sa chuid Treoir um Roghnú Thermistor den airteagal seo.
Déantar teirmeastóirí as ábhair ilchodacha, de ghnáth criadóireacht, polaiméirí, nó leathsheoltóirí (ocsaídí miotail de ghnáth) agus miotail íon (platanam, nicil, nó copar). Is féidir le teirmeastóirí athruithe teochta a bhrath níos tapúla ná RTDanna, ag soláthar aiseolais níos tapúla. Dá bhrí sin, is iondúil go n -úsáideann braiteoirí teirmeastóirí in iarratais a dteastaíonn costas íseal, méid beag, freagairt níos tapúla, íogaireacht níos airde, agus raon teochta teoranta, amhail rialú leictreonaice, rialú baile agus foirgneamh, saotharlanna eolaíochta, nó cúiteamh acomhal fuar le haghaidh teirmeachúpla in iarratais tráchtála nó thionsclaíocha. cuspóirí. Iarratais.
I bhformhór na gcásanna, baintear úsáid as teirmeastóirí NTC le haghaidh tomhas teochta cruinn, ní teirmeastóirí PTC. Tá roinnt teirmeastóirí PTC ar fáil ar féidir iad a úsáid i gciorcaid chosanta forshrutha nó mar fhiúsanna in -athshocraithe d'iarratais sábháilteachta. Taispeánann an cuar teochta frithsheasmhachta de theirmeastar PTC réigiún NTC an-bheag sula sroicheann sé an t-athrú (nó pointe curie), a n-ardaíonn an fhriotaíocht go géar ag roinnt orduithe méide i raon roinnt céimeanna Celsius. Faoi choinníollacha forshrutha, ginfidh an teirmeastar PTC féin-fhás láidir nuair a sháraítear an teocht lasctha, agus méadóidh a fhriotaíocht go géar, rud a laghdóidh an sruth ionchuir don chóras, rud a choiscfidh damáiste. Is iondúil go mbíonn an pointe lasctha de theirmeastóirí PTC idir 60 ° C agus 120 ° C agus níl sé oiriúnach chun tomhais teochta a rialú i raon leathan feidhmeanna. Díríonn an t -airteagal seo ar theirmeastóirí NTC, ar féidir leo teochtaí a thomhas nó monatóireacht a dhéanamh orthu de ghnáth ó -80 ° C go +150 ° C. Tá rátálacha frithsheasmhachta ag teirmeastóirí NTC idir cúpla óm go 10 MΩ ag 25 ° C. Mar a thaispeántar i bhFíor. 1, tá an t -athrú ar fhriotaíocht in aghaidh na céime Celsius do theirmeastóirí níos suntasaí ná mar a bhaineann le teirmiméadair friotaíochta. I gcomparáid le teirmeastóirí, déanann ard-íogaireacht agus luach friotaíochta ard an teirmeastar a chiorcad ionchuir a shimpliú, ós rud é nach dteastaíonn aon chumraíocht sreangaithe speisialta ó theirmeastóirí, mar shampla 3-sreang nó 4-sreang, mar chúiteamh ar fhriotaíocht luaidhe. Ní úsáideann an dearadh teirmeastar ach cumraíocht shimplí 2-sreang.
Éilíonn tomhas teochta ard-bhunaithe teirmeastar-bhunaithe próiseáil chomharthaí beacht, tiontú aschur-go-digiteach, líneáil, agus cúiteamh, mar a thaispeántar i bhFíor. 2.
Cé gur cosúil go bhfuil an slabhra comhartha simplí, tá roinnt castachtaí ann a théann i bhfeidhm ar mhéid, ar chostas agus ar fheidhmíocht an mháthairchlár ar fad. Cuimsíonn punann ADC ADI roinnt réitigh chomhtháite, mar shampla an AD7124-4/AD7124-8, a sholáthraíonn roinnt buntáistí do dhearadh córais teirmeach mar go bhfuil an chuid is mó de na bloic thógála a theastaíonn le haghaidh iarratais tógtha isteach. Mar sin féin, tá dúshláin éagsúla ann maidir le réitigh tomhais teochta teirmeastar-bhunaithe a dhearadh agus a bharrfheabhsú.
Pléann an t -alt seo gach ceann de na saincheisteanna seo agus soláthraíonn sé moltaí chun iad a réiteach agus an próiseas dearaidh a shimpliú do chórais dá leithéid.
Tá réimse leathan annTeirmeastóirí NTCAr an margadh inniu, mar sin is tasc scanrúil é an teirmeastar ceart a roghnú do d'iarratas. Tabhair faoi deara go bhfuil teirmeastóirí liostaithe de réir a luach ainmniúil, arb é a bhfriotaíocht ainmniúil ag 25 ° C. Dá bhrí sin, tá friotaíocht ainmniúil 10 kΩ ag teirmeastar 10 kΩ ag 25 ° C. Tá luachanna frithsheasmhachta ainmniúla nó bunúsacha ag teirmeastóirí ag dul ó roinnt óm go 10 MΩ. Is iondúil go dtacaíonn teirmeastóirí a bhfuil rátálacha friotaíochta ísle acu (friotaíocht ainmniúil 10 kΩ nó níos lú) le raonta teochta níos ísle, amhail -50 ° C go +70 ° C. Is féidir le teirmeastóirí a bhfuil rátálacha friotaíochta níos airde acu teochtaí a sheasamh suas le 300 ° C.
Tá an eilimint teirmeastar déanta as ocsaíd miotail. Tá teirmeastóirí ar fáil i gcruthanna liathróid, gathacha agus SMD. Tá coirníní teirmeastar brataithe eapocsa nó gloine atá cuimsithe le haghaidh cosanta breise. Tá teirmeastóirí liathróid bhrataithe eapocsa, teirmeastóirí gathacha agus dromchla oiriúnach do theochtaí suas le 150 ° C. Tá teirmeastóirí bead gloine oiriúnach chun teochtaí arda a thomhas. Cosnaíonn gach cineál bratuithe/pacáistithe i gcoinne creimthe freisin. Beidh roinnt de na teirmeastóirí ag roinnt teirmeastóirí freisin chun cosaint bhreise a dhéanamh i dtimpeallachtaí crua. Tá am freagartha níos tapúla ag teirmeastóirí bead ná teirmeastóirí gathacha/SMD. Mar sin féin, níl siad chomh durable. Dá bhrí sin, braitheann an cineál teirmeastar a úsáidtear ar an iarratas deiridh agus ar an gcomhshaol ina bhfuil an teirmeastar suite. Braitheann cobhsaíocht fhadtéarmach teirmeastar ar a ábhar, a phacáistiú agus a dhearadh. Mar shampla, is féidir le teirmeastar NTC atá brataithe le heacs-eapocsa 0.2 ° C a athrú in aghaidh na bliana, agus ní athraíonn teirmeastar séalaithe ach 0.02 ° C in aghaidh na bliana.
Tagann teirmeastóirí i gcruinneas difriúil. De ghnáth bíonn cruinneas 0.5 ° C ag teirmeastóirí caighdeánacha go 1.5 ° C. Tá caoinfhulaingt ag an rátáil friotaíochta teirmeastar agus ag an luach béite (cóimheas 25 ° C go 50 ° C/85 ° C). Tabhair faoi deara go n -athraíonn luach béite an teirmeora de réir an mhonaróra. Mar shampla, beidh luachanna béite difriúla ag teirmeastóirí 10 kΩ NTC ó mhonaróirí éagsúla. Le haghaidh córas níos cruinne, is féidir teirmeastóirí ar nós an tsraith Omega ™ 44XXX a úsáid. Tá cruinneas 0.1 ° C nó 0.2 ° C acu thar raon teochta 0 ° C go 70 ° C. Dá bhrí sin, cinneann an raon teochtaí is féidir a thomhas agus an cruinneas a theastaíonn thar an raon teochta sin an bhfuil teirmeastóirí oiriúnach don iarratas seo. Tabhair faoi deara le do thoil, dá airde cruinneas an tsraith Omega 44xxx, is ea is airde an costas.
Chun frithsheasmhacht in aghaidh céimeanna Celsius a thiontú, úsáidtear an luach béite de ghnáth. Cinntear an luach béite trí eolas a fháil ar an dá phointe teochta agus an fhriotaíocht chomhfhreagrach ag gach pointe teochta.
RT1 = Friotaíocht Teochta 1 RT2 = Friotaíocht Teochta 2 T1 = Teocht 1 (K) T2 = Teocht 2 (K)
Úsáideann an t -úsáideoir an luach béite is gaire don raon teochta a úsáidtear sa tionscadal. Liostaíonn an chuid is mó de na sonraí teirmeastar luach béite mar aon le caoinfhulaingt friotaíochta ag 25 ° C agus lamháltas don luach béite.
Baineann teirmeastóirí beachtais níos airde agus réitigh ardchríochnaithe beachtais ar nós an tsraith Omega 44xxx úsáid as cothromóid Steinhart-Hart chun frithsheasmhacht in aghaidh céimeanna Celsius a thiontú. Éilíonn Cothromóid 2 ar na trí tairisigh A, B, agus C, a sholáthraíonn an monaróir braiteora arís. Toisc go ngintear na comhéifeachtaí cothromóide ag baint úsáide as trí phointe teochta, laghdaíonn an chothromóid a leanann as an earráid a thugtar isteach trí líneáil (0.02 ° C de ghnáth).
Is tairisigh iad A, B agus C a dhíorthaítear ó thrí phointe teochta. R = Friotaíocht teirmeastar i Ohms T = Teocht i gCéimeanna K.
Ar FIG. Taispeánann 3 excitation reatha an bhraiteora. Cuirtear sruth tiomána i bhfeidhm ar an teirmeastar agus cuirtear an sruth céanna i bhfeidhm ar an bhfriotóir beachta; Úsáidtear friotóir beachtais mar thagairt don tomhas. Caithfidh luach an fhriotóra tagartha a bheith níos mó ná nó cothrom leis an luach is airde den fhriotaíocht teirmeastar (ag brath ar an teocht is ísle a thomhaistear sa chóras).
Agus an sruth excitation á roghnú, ní mór an fhriotaíocht uasta atá ag an teirmeastar a chur san áireamh arís. Cinntíonn sé seo go bhfuil an voltas trasna an bhraiteora agus an fhriotóra tagartha ag leibhéal inghlactha i gcónaí ag an leictreonaic. Éilíonn an fhoinse reatha allamuigh roinnt meaitseála ceann seomra nó aschuir. Má tá friotaíocht ard ag an teirmeastar ag an teocht intomhaiste is ísle, beidh sruth tiomána an -íseal mar thoradh air seo. Dá bhrí sin, tá an voltas a ghintear trasna an teirmeastóra ag teocht ard beag. Is féidir céimeanna gnóthachain ríomhchláraithe a úsáid chun tomhas na gcomharthaí ísealleibhéil seo a bharrfheabhsú. Mar sin féin, ní mór an gnóthachan a chlárú go dinimiciúil toisc go n -athraíonn an leibhéal comhartha ón teirmeastar go mór le teocht.
Rogha eile is ea an gnóthachan a shocrú ach an sruth tiomána dinimiciúil a úsáid. Dá bhrí sin, de réir mar a athraíonn an leibhéal comhartha ón teirmeastar, athraíonn an luach reatha tiomána go dinimiciúil ionas go mbeidh an voltas a forbraíodh ar fud an teirmeora laistigh de raon ionchuir sonraithe na feiste leictreonach. Ní mór don úsáideoir a chinntiú go bhfuil an voltas a forbraíodh ar fud an fhriotóra tagartha ag leibhéal atá inghlactha ag an leictreonaic freisin. Éilíonn an dá rogha leibhéal ard rialaithe, monatóireacht leanúnach ar an voltas trasna an teirmeora ionas gur féidir leis an leictreonaic an comhartha a thomhas. An bhfuil rogha níos éasca ann? Smaoinigh ar excitation voltais.
Nuair a chuirtear voltas DC i bhfeidhm ar an teirmeastar, scálaíonn an sruth tríd an teirmeastar go huathoibríoch de réir mar a athraíonn friotaíocht an teirmeora. Anois, ag baint úsáide as friotóir tomhais beachtais in ionad friotóra tagartha, is é an cuspóir atá leis an sruth atá ag sileadh tríd an teirmeastar a ríomh, rud a cheadaíonn an fhriotaíocht teirmeastar a ríomh. Ós rud é go n -úsáidtear an voltas tiomána freisin mar chomhartha tagartha ADC, níl aon chéim ghnóthachain ag teastáil. Níl sé de dhualgas ar an bpróiseálaí monatóireacht a dhéanamh ar an voltas teirmeastar, ag cinneadh an féidir an leibhéal comhartha a thomhas de réir na leictreonaic, agus an méid a chaithfear an gnóthachan/an luach reatha a choigeartú a ríomh. Is é seo an modh a úsáidtear san alt seo.
Má tá raon beag friotaíochta agus raon friotaíochta ag an teirmeastar, is féidir voltas nó excitation reatha a úsáid. Sa chás seo, is féidir an sruth tiomána agus an gnóthachan a shocrú. Dá bhrí sin, beidh an ciorcad mar a thaispeántar i bhFíor 3. Tá an modh seo áisiúil sa mhéid is gur féidir an sruth a rialú tríd an mbraiteoir agus an friotóir tagartha, atá luachmhar in iarratais ísealchumhachta. Ina theannta sin, laghdaítear féin-théamh an teirmeora.
Is féidir excitation voltais a úsáid freisin le haghaidh teirmeastóirí a bhfuil rátálacha friotaíochta ísle acu. Mar sin féin, ní mór don úsáideoir a chinntiú i gcónaí nach bhfuil an sruth tríd an mbraiteoir ró -ard don bhraiteoir nó don iarratas.
Simplíonn excitation voltais cur i bhfeidhm agus teirmeastar á úsáid le rátáil friotaíochta mór agus raon teochta leathan. Soláthraíonn friotaíocht ainmniúil níos mó leibhéal inghlactha reatha reatha. Mar sin féin, ní mór do dhearthóirí a chinntiú go bhfuil an sruth ag leibhéal inghlactha thar an raon teochta ar fad le tacaíocht ón iarratas.
Cuireann Sigma-Delta ADCanna roinnt buntáistí ar fáil agus córas tomhais teirmeastóra á dhearadh. Ar an gcéad dul síos, toisc go n-athraíonn an Sigma-Delta ADC an t-ionchur aschur, coimeádtar scagadh seachtrach ar a laghad agus is é an t-aon riachtanas ná scagaire simplí RC. Soláthraíonn siad solúbthacht i ráta scagtha agus ráta baud aschuir. Is féidir scagadh digiteach tógtha isteach a úsáid chun aon chur isteach ar ghléasanna faoi thiomáint príomhlíonra a chosc. Tá réiteach iomlán suas le 21.7 giotán ag feistí 24-giotán ar nós an AD7124-4/AD7124-8, ionas go soláthraíonn siad ardtaifeach.
Déanann úsáid Sigma-delta ADC simpliú go mór ar an dearadh teirmeastar agus an sonraíocht, an costas córais, an spás boird, agus an t-am chun an mhargaidh a laghdú.
Baineann an t-alt seo úsáid as an AD7124-4/AD7124-8 mar an ADC toisc go bhfuil siad íseal torainn, reatha íseal, ADCanna beachtais le PGA ionsuite, tagairt ionchorpraithe, ionchur aschur, agus maolán tagartha.
Beag beann ar cibé an bhfuil tú ag baint úsáide as voltas reatha nó voltas tiomána, moltar cumraíocht ratiometric ina dtagann an voltas tagartha agus an voltas braiteora ón bhfoinse tiomána céanna. Ciallaíonn sé seo nach mbeidh tionchar ag aon athrú ar an bhfoinse excitation ar chruinneas an tomhais.
Ar FIG. Taispeánann 5 an sruth tiomána leanúnach don teirmeastar agus don fhriotóir beachtais, is é an voltas a forbraíodh ar fud RREF an voltas tagartha chun an teirmeastar a thomhas.
Ní gá go mbeadh an sruth allamuigh cruinn agus d'fhéadfadh sé a bheith níos cobhsaí mar go gcuirfear deireadh le haon earráidí sa réimse allamuigh sa chumraíocht seo. Go ginearálta, is fearr an excitation reatha thar excitation voltais mar gheall ar rialú íogaireachta níos fearr agus díolúine torainn níos fearr nuair a bhíonn an braiteoir suite in áiteanna iargúlta. Is iondúil go n -úsáidtear an cineál seo modh claonta le haghaidh RTDanna nó teirmeastóirí a bhfuil luachanna friotaíochta ísle acu. Mar sin féin, i gcás teirmeastar a bhfuil luach friotaíochta níos airde aige agus íogaireacht níos airde, beidh an leibhéal comhartha a ghineann gach athrú teochta níos mó, mar sin úsáidtear excitation voltais. Mar shampla, tá friotaíocht 10 kΩ ag teirmeastar 10 kΩ ag 25 ° C. Ag -50 ° C, is é friotaíocht an teirmeastar NTC ná 441.117 kΩ. Gineann an sruth íosta de 50 µA a sholáthraíonn an AD7124-4/AD7124-8 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V, atá ró-ard agus lasmuigh den raon oibriúcháin ADCanna is mó atá ar fáil a úsáidtear sa limistéar iarratais seo. Is iondúil go mbíonn teirmeastóirí ceangailte nó suite in aice leis an leictreonaic, mar sin ní theastaíonn díolúine chun sruth a thiomáint.
Má chuirtear friotóir ciallmhar i sraith mar chiorcad roinnte voltais, cuirfear teorainn leis an sruth tríd an teirmeastar go dtí a luach íosta friotaíochta. Sa chumraíocht seo, ní mór do luach an fhriotóra chiall a bheith cothrom le luach na friotaíochta teirmeastar ag teocht tagartha 25 ° C, ionas go mbeidh an voltas aschuir cothrom le lárphointe an voltais thagartha ag a theocht ainmniúil de 25 ° CC mar an gcéanna, más rud é go n -úsáidtear teirmeoir 10 k chomh húsáid de 10 k. De réir mar a athraíonn an teocht, athraíonn friotaíocht an teirmeastar NTC freisin, agus athraíonn cóimheas an voltais tiomána trasna an teirmeora freisin, agus mar thoradh air sin tá an voltas aschuir i gcomhréir le friotaíocht an teirmeastóra NTC.
Má mheaitseálann an tagairt voltais roghnaithe a úsáidtear chun an teirmeastar agus/nó an RSENSE a chumhachtú leis an voltas tagartha ADC a úsáidtear le haghaidh tomhais, tá an córas socraithe go tomhas cóimheasa (Figiúr 7) ionas go mbeidh aon fhoinse voltais earráide a bhaineann le excitation claonta chun é a bhaint.
Tabhair faoi deara gur chóir go mbeadh lamháltas tosaigh íseal agus sruth íseal ag an bhfriotóir ciall (tiomáinte voltais) nó ag an bhfriotóir tagartha (faoi thiomáint reatha), mar is féidir leis an dá athróg difear a dhéanamh do chruinneas an chórais iomláin.
Agus il -theirmeastóirí á n -úsáid agat, is féidir voltas excitation amháin a úsáid. Mar sin féin, ní mór go mbeadh a fhriotóir beachtais féin ag gach teirmitheoir, mar a thaispeántar i bhFíor. 8. Rogha eile is ea an t-ilphléacsóir seachtrach nó an lasc ísealfhriotaíochta a úsáid sa Stát AR, a cheadaíonn friotóir ciallmhar amháin a roinnt. Leis an gcumraíocht seo, teastaíonn am socraithe ó gach teirmeastar nuair a thomhaistear é.
Go hachomair, agus córas tomhais teochta bunaithe ar theirmeastar á dhearadh, tá go leor ceisteanna le breithniú: roghnú braiteora, sreangú braiteora, comhbhabhtálacha roghnúcháin, cumraíocht ADC, agus an tionchar a bhíonn ag na hathróga éagsúla seo ar chruinneas foriomlán an chórais. Míníonn an chéad alt eile sa tsraith seo conas do dhearadh córais agus do bhuiséad earráide córais foriomlán a bharrfheabhsú chun do spriocfheidhmíocht a bhaint amach.
Am Post: SEP-30-2022