Seo é an chéad alt i sraith dhá chuid.Pléifidh an t-alt seo ar dtús na dúshláin staire agus dearaidh a bhaineann leteocht teirmeastar-bhunaithecórais tomhais, chomh maith lena gcomparáid le córais tomhais teochta teirmiméadar friotaíochta (RTD).Déanfaidh sé cur síos freisin ar rogha an teirmeastóra, ar chomhbhabhtálacha cumraíochta, agus ar an tábhacht a bhaineann le tiontairí analógach go digiteach (ADCanna) sigma-delta i réimse an iarratais seo.Mionsonrófar sa dara halt conas an córas tomhais deiridh bunaithe ar theirmeastar a bharrfheabhsú agus a mheas.
Mar a thuairiscítear sa tsraith alt roimhe seo, Córais Braiteoir Teochta RTD a bharrfheabhsú, is friotóir é RTD a bhfuil a fhriotaíocht éagsúil le teocht.Oibríonn teirmeastóirí mar an gcéanna le RTDanna.Murab ionann agus RTDanna, nach bhfuil ach comhéifeacht teochta dearfach acu, is féidir le teirmeastar comhéifeacht teocht dearfach nó diúltach a bheith ann.Laghdaíonn teirmeastóirí comhéifeacht teochta diúltacha (NTC) a bhfriotaíocht de réir mar a ardaíonn an teocht, agus méadaíonn teirmeastóirí comhéifeacht teochta deimhneach (PTC) a bhfriotaíocht de réir mar a ardaíonn an teocht.Ar fig.Taispeánann 1 saintréithe freagartha teirmeastóirí tipiciúil NTC agus PTC agus cuireann sé i gcomparáid iad le cuair RTD.
I dtéarmaí raon teochta, tá an cuar RTD beagnach líneach, agus clúdaíonn an braiteoir raon teochta i bhfad níos leithne ná teirmeastair (go hiondúil -200 ° C go +850 ° C) mar gheall ar nádúr neamhlíneach (easpónantúil) an teirmeastair.Is iondúil go soláthraítear RTDanna i gcuar chaighdeánaithe a bhfuil aithne orthu, agus athraíonn cuair teirmeastair de réir an mhonaróra.Déanfaimid é seo a phlé go mion sa chuid treoir roghnúcháin teirmeastair den Airteagal seo.
Déantar teirmeastóirí as ábhair chomhchodacha, 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 aiseolas níos tapúla.Dá bhrí sin, úsáidtear teirmeastóirí braiteoirí go coitianta in iarratais a éilíonn ísealchostas, méid beag, freagra níos tapúla, íogaireacht níos airde, agus raon teochta teoranta, mar shampla rialú leictreonaic, rialú baile agus tógála, saotharlanna eolaíocha, nó cúiteamh fuar acomhal le haghaidh teirmeachúplaí i tráchtála. nó feidhmeanna tionsclaíochta.críocha.Feidhmchláir.
I bhformhór na gcásanna, úsáidtear teirmeastóirí NTC le haghaidh tomhas cruinn teochta, ní teirmeastóirí PTC.Tá roinnt teirmeastair PTC ar fáil ar féidir iad a úsáid i gciorcaid chosanta forshrutha nó mar fiúsanna in-athshuiteáilte le haghaidh feidhmeanna sábháilteachta.Taispeánann cuar friotaíochta-teocht teirmeastair PTC réigiún NTC an-bheag sula sroicheann sé an pointe lasc (nó pointe Curie), os cionn a ardaíonn an fhriotaíocht go géar ag roinnt orduithe méide sa raon roinnt céimeanna Celsius.Faoi choinníollacha forshrutha, ginfidh an teirmeastar PTC féin-théamh láidir nuair a sháraítear an teocht aistrithe, agus ardóidh a fhriotaíocht go géar, rud a laghdóidh an sruth ionchuir don chóras, rud a chosc damáiste.Is gnách go mbíonn pointe lasctha teirmeastóirí PTC idir 60 ° C agus 120 ° C agus níl sé oiriúnach chun tomhais teochta a rialú i raon leathan feidhmchlár.Díríonn an t-alt seo ar theirmeastóirí NTC, ar féidir leo teochtaí idir -80°C agus +150°C a thomhas nó monatóireacht a dhéanamh orthu de ghnáth.Tá rátálacha friotaíochta ag teirmeastair NTC ó chúpla óm go 10 MΩ ag 25°C.Mar a thaispeántar i bhfíor.1, tá an t-athrú ar fhriotaíocht in aghaidh na céime Celsius le haghaidh teirmeastóirí níos suntasaí ná le haghaidh teirmiméadair friotaíochta.I gcomparáid le teirmeastóirí, déanann ard-íogaireacht an teirmeastair agus luach ardfhriotaíochta a chuaird ionchuir a shimpliú, ós rud é nach bhfuil aon chumraíocht sreangú speisialta ag teastáil ó theirmeoirí, mar shampla 3-sreang nó 4-sreang, chun friotaíocht luaidhe a chúiteamh.Ní úsáideann dearadh an teirmeastóra ach cumraíocht shimplí 2 shreang.
Éilíonn tomhas teochta ard-chruinneas teirmeastóra-bhunaithe próiseáil comhartha beacht, comhshó analógach go digiteach, líneáil, agus cúiteamh, mar a thaispeántar i bhfíor.2.
Cé go bhfuil cuma simplí ar an slabhra comhartha, tá roinnt castachtaí ann a dhéanann difear do mhéid, costas agus feidhmíocht an mháthairchláir ar fad.Áirítear i bpunann ADC beachtas ADI roinnt réitigh chomhtháite, mar 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 feidhmchlár ionsuite.Mar sin féin, tá dúshláin éagsúla ann maidir le réitigh tomhais teochta bunaithe ar theirmeastar 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 chun an próiseas deartha do chórais dá leithéid a shimpliú tuilleadh.
Tá éagsúlacht leathan deTeirmeoirí NTCar an margadh inniu, agus mar sin is féidir leis an tasc a bheith scanrúil an teirmeastar ceart a roghnú do d’iarratas.Tabhair faoi deara go liostaítear teirmeastair de réir a luach ainmniúil, is é sin a bhfriotaíocht ainmniúil ag 25°C.Mar sin, tá friotaíocht ainmniúil 10 kΩ ag teirmeastar 10 kΩ ag 25°C.Tá luachanna ainmniúla nó bunúsacha friotaíochta ag teirmeastair ó chúpla óm go 10 MΩ.Go tipiciúil, tacaíonn teirmeastóirí le rátálacha ísealfhriotaíochta (friotaíocht ainmniúil 10 kΩ nó níos lú) le raonta teochta níos ísle, amhail -50 ° C go +70 ° C.Is féidir le teirmeastóirí le rátálacha friotaíochta níos airde teochtaí suas le 300 ° C a sheasamh.
Tá eilimint an teirmeastóra déanta as ocsaíd miotail.Tá teirmeastóirí ar fáil i gcruthanna liathróide, gathacha agus SMD.Tá coirníní teirmeastóra brataithe eapocsa nó gloine imchochlaithe le haghaidh cosanta breise.Tá teirmeastóirí liathróid brataithe eapocsa, teirmeastóirí gathacha agus dromchla oiriúnach do theocht suas le 150 ° C.Tá teirmeastóirí coirníní gloine oiriúnach chun teocht ard a thomhas.Cosnaíonn gach cineál bratuithe/pacáistithe ar chreimeadh freisin.Beidh tithe breise ag roinnt teirmeastair freisin le haghaidh cosanta breise i dtimpeallachtaí crua.Bíonn am freagartha níos tapúla ag teirmeastair coirníní ná mar a bhíonn teirmeastóirí gathacha/SMD.Mar sin féin, níl siad chomh durable.Mar sin, braitheann an cineál teirmeastair a úsáidtear ar an iarratas deiridh agus ar an timpeallacht ina bhfuil an teirmeastar suite.Braitheann cobhsaíocht fhadtéarmach teirmeastair ar a ábhar, a phacáistiú agus a dhearadh.Mar shampla, is féidir le teirmeastar NTC atá brataithe eapocsa athrú 0.2°C in aghaidh na bliana, agus ní athraíonn teirmeastar séalaithe ach 0.02°C in aghaidh na bliana.
Tagann teirmeastóirí i gcruinneas difriúil.Is gnách go mbíonn cruinneas 0.5°C go 1.5°C ag teirmeastair chaighdeánacha.Tá lamháltas ag rátáil friotaíochta an teirmeastair agus an luach béite (cóimheas 25°C go 50°C/85°C).Tabhair faoi deara go n-athraíonn luach béite an teirmeastair de réir an mhonaróra.Mar shampla, beidh luachanna béite éagsúla ag teirmeastóirí 10 kΩ NTC ó mhonaróirí éagsúla.Le haghaidh córais níos cruinne, is féidir teirmeastair mar an tsraith Omega™ 44xxx a úsáid.Tá cruinneas 0.1°C nó 0.2°C acu thar raon teochta 0°C go 70°C.Mar sin, is é an raon teochta is féidir a thomhas agus an cruinneas a theastaíonn thar an raon teochta sin a chinneann an bhfuil teirmeastóirí oiriúnach don iarratas seo.Tabhair faoi deara le do thoil dá airde cruinneas an tsraith Omega 44xxx, is airde an costas.
Chun friotaíocht a thiontú go céimeanna Celsius, úsáidtear an luach béite de ghnáth.Déantar an luach béite a chinneadh trí fhios a bheith ag 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 formhór na mbileog sonraí teirmeastair luach béite mar aon le lamháltas friotaíochta ag 25°C agus lamháltas don luach béite.
Úsáideann teirmeastóirí cruinneas níos airde agus réitigh foirceanta ardchruinneas mar an tsraith Omega 44xxx cothromóid Steinhart-Hart chun friotaíocht a thiontú go céimeanna Celsius.Éilíonn Cothromóid 2 na trí tairisigh A, B, agus C, a sholáthraíonn monaróir an bhraiteora arís.Toisc go ngintear na comhéifeachtaí cothromóide trí úsáid a bhaint as trí phointe teochta, laghdaítear an earráid a thugtar isteach le líneáil (0.02 °C go hiondúil) leis an gcothromóid a eascraíonn as.
Is tairisigh iad A, B agus C a dhíorthaítear ó thrí phointe socraithe teochta.R = friotaíocht teirmeastair in ohms T = teocht i gcéimeanna K
Ar fig.Léiríonn 3 excitation reatha an braiteora.Cuirtear sruth tiomána i bhfeidhm ar an teirmeastar agus cuirtear an sruth céanna i bhfeidhm ar an bhfriotóir beachtas;úsáidtear friotóir cruinneas mar thagairt don tomhas.Caithfidh luach an fhriotóra tagartha a bheith níos mó ná nó cothrom leis an luach is airde ar fhriotaíocht an teirmeastair (ag brath ar an teocht is ísle a thomhaistear sa chóras).
Agus an sruth excitation á roghnú, ní mór friotaíocht uasta an teirmeastair a chur san áireamh arís.Cinntíonn sé seo go bhfuil an voltas trasna an braiteora agus an fhriotóra tagartha i gcónaí ag leibhéal atá inghlactha ag an leictreonaic.Tá roinnt spás cloiginn nó meaitseáil aschuir ag teastáil ón bhfoinse reatha réimse.Má tá friotaíocht ard ag an teirmeastar ag an teocht intomhaiste is ísle, beidh sruth tiomána an-íseal mar thoradh air seo.Mar sin, is beag an voltas a ghintear ar fud an teirmeastar ag teocht ard.Is féidir céimeanna gnóthachain in-ríomhchláraithe a úsáid chun tomhas na gcomharthaí ísealleibhéil seo a bharrfheabhsú.Mar sin féin, ní mór an gnóthachan a ríomhchlárú go dinimiciúil toisc go n-athraíonn an leibhéal comhartha ón teirmeastar go mór le teocht.
Rogha eile ná an gnóthachan a shocrú ach sruth tiomántán dinimiciúil a úsáid.Mar sin, de réir mar a athraíonn an leibhéal comhartha ón teirmeastar, athraíonn luach reatha an tiomána go dinimiciúil ionas go mbeidh an voltas a fhorbraítear trasna an teirmeastair laistigh de raon ionchuir sonraithe na feiste leictreonach.Ní mór don úsáideoir a chinntiú go bhfuil an voltas a fhorbraítear trasna 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 teirmeastair ionas gur féidir leis an leictreonaic an comhartha a thomhas.An bhfuil rogha níos éasca ann?Smaoinigh ar excitation voltas.
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 teirmeastair.Anois, ag baint úsáide as friotóir cruinneas tomhais in ionad friotóra tagartha, is é an cuspóir atá aige ná an sruth a shreabhann tríd an teirmeastar a ríomh, rud a fhágann gur féidir friotaíocht an teirmeastair 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 voltas an teirmeastair, a chinneadh an féidir leibhéal an chomhartha a thomhas ag an leictreonaic, agus an gnóthachan tiomána / luach reatha a ríomh is gá a choigeartú.Is é seo an modh a úsáidtear san Airteagal seo.
Má tá rátáil friotaíochta beag 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.Mar 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 braiteoir agus an friotóir tagartha, atá luachmhar in iarratais ísealchumhachta.Ina theannta sin, íoslaghdaítear féin-théamh an teirmeastair.
Is féidir excitation voltais a úsáid freisin le haghaidh teirmeastóirí le rátálacha ísealfhriotaíochta.Mar sin féin, ní mór don úsáideoir a chinntiú i gcónaí nach bhfuil an sruth tríd an braiteoir ró-ard don braiteoir nó don iarratas.
Simplíonn excitation voltais cur i bhfeidhm nuair a úsáidtear teirmeastar le rátáil friotaíochta mór agus raon teochta leathan.Soláthraíonn friotaíocht ainmniúil níos mó leibhéal inghlactha de shruth rátáilte.Mar sin féin, ní mór do dhearthóirí a chinntiú go bhfuil an sruth ag leibhéal inghlactha thar an raon teochta iomlán a thacaíonn an t-iarratas.
Tá buntáistí éagsúla ag baint le TFC Sigma-Delta agus córas tomhais teirmeastair á dhearadh.Ar dtús, toisc go ndéanann an sigma-delta ADC athshampláil ar an ionchur analógach, coinnítear scagadh seachtrach chomh híseal agus is féidir agus is é an t-aon riachtanas ná scagaire RC simplí.Soláthraíonn siad solúbthacht i gcineál scagaire agus ráta baud aschuir.Is féidir scagadh digiteach ionsuite a úsáid chun aon chur isteach ar ghléasanna príomhlíonra a shochtadh.Tá taifeach iomlán suas le 21.7 giotán ag feistí 24-giotán amhail an AD7124-4/AD7124-8, agus mar sin soláthraíonn siad ardtaifeach.
Déanann úsáid ADC sigma-delta dearadh an teirmeastóra a shimpliú go mór agus é ag laghdú sonraíocht, costas córais, spás boird, agus am chun an mhargaidh.
Úsáideann an t-alt seo AD7124-4/AD7124-8 mar an ADC toisc gur torann íseal, sruth íseal, ADCanna cruinne iad le PGA ionsuite, tagairt ionsuite, ionchur analógach agus maolán tagartha.
Is cuma an bhfuil sruth tiomána nó voltas tiomána á úsáid agat, moltar cumraíocht cóimheasmhéadrach ina dtagann an voltas tagartha agus an voltas braite ón bhfoinse tiomána céanna.Ciallaíonn sé seo nach ndéanfaidh aon athrú ar an bhfoinse excitation difear do chruinneas an tomhais.
Ar fig.Taispeánann 5 an sruth tiomána tairiseach don teirmeastar agus don fhriotóir beachtas RREF, is é an voltas a fhorbraítear trasna RREF an voltas tagartha chun an teirmeastar a thomhas.
Ní gá don sruth réimse a bheith cruinn agus d'fhéadfadh sé a bheith chomh cobhsaí mar go gcuirfear deireadh le haon earráidí sa sruth páirce sa chumraíocht seo.Go ginearálta, is fearr le 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.Úsáidtear an cineál seo de mhodh laofachta go hiondúil le haghaidh RTDanna nó teirmeastair a bhfuil luachanna ísealfhriotaíochta acu.Mar sin féin, le haghaidh teirmeastar le luach friotaíochta níos airde agus íogaireacht níos airde, beidh an leibhéal comhartha a ghineann gach athrú teochta níos mó, agus mar sin úsáidtear excitation voltas.Mar shampla, tá friotaíocht 10 kΩ ag teirmeastar 10 kΩ ag 25°C.Ag -50°C, is é 441.117 kΩ friotaíocht an teirmeastair NTC.Gineann an t-íossruth tiomána de 50 µA arna sholáthar ag AD7124-4/AD7124-8 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V, atá ró-ard agus lasmuigh de raon oibriúcháin an chuid is mó ADCanna atá ar fáil a úsáidtear sa réimse feidhme seo.Is gnách go mbíonn teirmeastóirí ceangailte nó suite in aice leis an leictreonaic, mar sin ní gá díolúine chun sruth a thiomáint.
Má chuirtear friotóir braite i sraith mar chiorcad roinnteora voltais, cuirfear teorainn leis an sruth tríd an teirmeastar go dtí a íosluach friotaíochta.Sa chumraíocht seo, ní mór luach an fhriotóra chiall RSENSE a bheith comhionann le luach friotaíochta an teirmeastair ag teocht tagartha 25 ° C, ionas go mbeidh an voltas aschuir cothrom le lárphointe an voltais tagartha ag a theocht ainmniúil de 25°CC Mar an gcéanna, má úsáidtear teirmeastar 10 kΩ le friotaíocht 10 kΩ ag 25°C, ba cheart go mbeadh RSENSE 10 kΩ.De réir mar a athraíonn an teocht, athraíonn friotaíocht an teirmeastair NTC freisin, agus athraíonn an cóimheas idir an voltas tiomána trasna an teirmeastair freisin, rud a fhágann go bhfuil an voltas aschuir comhréireach le friotaíocht an teirmeastóra NTC.
Má mheaitseálann an tagairt voltais roghnaithe a úsáidtear chun an teirmeastar agus/nó RSENSE a chumhachtú leis an voltas tagartha ADC a úsáidtear le haghaidh tomhais, socraítear an córas go dtí tomhas cóimheasa (Fíor 7) ionas go mbeidh aon fhoinse earráide voltais a bhaineann le excitation claonta le baint.
Tabhair faoi deara gur chóir go mbeadh lamháltas tosaigh íseal agus sruth íseal ag an bhfriotóir braiteacha (tiomáinte le voltas) nó ag an bhfriotóir tagartha (tiomáinte faoi láthair), toisc go bhféadfadh tionchar a bheith ag an dá athróg ar chruinneas an chórais iomláin.
Nuair a bhíonn teirmeastóirí iolracha á n-úsáid, is féidir voltas excitation amháin a úsáid.Mar sin féin, ní mór go mbeadh a friotóir beachtas féin ag gach teirmeastar, mar a thaispeántar i bhfíor.8. Rogha eile is ea ilphléacsóir seachtrach nó lasc ísealfhriotaíochta a úsáid sa stát ar aghaidh, rud a cheadaíonn friotóir braite cruinneas amháin a roinnt.Leis an gcumraíocht seo, tá roinnt ama socraithe ag teastáil ó gach teirmeastar nuair a dhéantar é a thomhas.
Go hachomair, agus córas tomhais teochta teirmeastóra á dhearadh, tá go leor ceisteanna le breithniú: roghnú braiteoir, sreangú braiteora, comhbhabhtáil roghnúcháin comhpháirteanna, cumraíocht ADC, agus conas a théann na hathróga éagsúla seo i bhfeidhm ar chruinneas iomlán an chórais.Míníonn an chéad alt eile sa tsraith seo conas do dhearadh córais agus do bhuiséad foriomlán earráide córais a bharrfheabhsú chun do spriocfheidhmíocht a bhaint amach.
Am postála: Meán Fómhair-30-2022