如何選擇zui佳溫度傳感器(2)
如何選擇zui佳溫度傳感器
包裝
可由低成本傳感器保護環(huán)氧樹脂涂料. 對于更高溫度的操作溫度傳感器可以玻璃密封. 這也保護它們免受其他環(huán)境因素的影響，包括液體和碎片。傳感器可以放置在不銹鋼外殼中，以獲得更大的魯棒性。要求的外殼越復(fù)雜，傳感器的成本就越高。
傳感器也有各種形狀和尺寸。為應(yīng)用程序選擇合適的傳感器可以提高性能、響應(yīng)能力和可靠性。例如，所有的溫度傳感器都會因為電力的作用而自動加熱。這種自加熱會提高傳感器周圍的環(huán)境溫度，從而引入誤差并對精度產(chǎn)生負面影響。
帶NTC熱敏電阻溫度傳感器，傳感器的質(zhì)量可以增加到減少自熱誤差 .即使是尺寸上的一個小變化也會對減少自熱產(chǎn)生很大的影響。例如，3 x 3 x 3 mm熱敏電阻的體積/質(zhì)量是2 x 2 x 2 mm熱敏電阻的3倍以上。這種靈活性只能用熱敏電阻實現(xiàn)。半導(dǎo)體傳感器的尺寸是固定的。由于RTD和熱電偶都是基于導(dǎo)線的，這限制了工程師調(diào)整其質(zhì)量以減少自加熱誤差的能力。
穩(wěn)定性
溫度傳感器可以隨時間漂移，這取決于所用的材料、結(jié)構(gòu)和包裝。例如，環(huán)氧樹脂涂層的NTC熱敏電阻0.2°C/年而一個密封的只改變0.02°C/年. 鉑金電阻溫度檢測器還具有出色的穩(wěn)定性：0.05°C/年用于電影和0.002°C/年對于全導(dǎo)線。熱電偶和半導(dǎo)體傳感器在1°C和2°C/年分別
在需要運行多年的應(yīng)用程序中，穩(wěn)定性非常重要。如果可以不時地校準系統(tǒng)，穩(wěn)定性的影響可以減輕，盡管這需要權(quán)衡引入維護復(fù)雜性和成本。理想情況下系統(tǒng)穩(wěn)定性足以延長整個預(yù)期使用壽命。
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準確性
沒有可靠的檢測電路，質(zhì)量和溫度控制的可靠性補償功能下降。影響溫度檢測電路精度的因素有很多，包括分辨率和響應(yīng)能力。應(yīng)用程序的準確性顯然是一個問題精密溫度控制是必需的。然而，在溫度僅僅是一個可靠性問題的應(yīng)用中，精度也有很大的影響。
考慮一個嵌入式系統(tǒng)，它使用風(fēng)扇來阻止MCU過熱結(jié)果呢失去可靠性. 只要超過上限，風(fēng)扇就會打開。如果使用低成本熱電偶，測量精度可能會降低5°C。此外，這種熱電偶的響應(yīng)時間約為20秒。這意味著，當超過上限閾值時，溫度可能已經(jīng)穩(wěn)定上升20秒，然后系統(tǒng)才能記錄變化。它也可能需要額外的時間來采取預(yù)防措施。此外，穩(wěn)定性為1 °C/年，預(yù)計運行10年的設(shè)備將需要考慮另一個潛在的10年 °C變化
當選擇上限溫度時，工程師必須考慮到這種基于熱電偶的探測器電路可能是5 °比系統(tǒng)真正的位置落后20秒。解決準確性問題的一個方法是在制造過程中校準檢測電路. 然而，這增加了不必要的開支。
更常見的是，工程師會降低上限為了彌補5 °C變化和20秒延遲，系統(tǒng)將有較少的機會過熱超過其可靠性極限。然而，較低的門檻意味著預(yù)防措施將盡快出臺比他們需要一個更精確和更靈敏的檢測電路。就像在不需要的時候開空調(diào)。這種過度使用會影響風(fēng)扇的可靠性，并消耗比必要的更多的功率。
安負溫度系數(shù)熱敏電阻能夠在-50范圍內(nèi)實現(xiàn)基本傳感器類型的zui高精度°C至250 °C范圍。精度范圍從0.05到1.5，長期穩(wěn)定性高，取決于傳感器和包裝的類型。NTC熱敏電阻還提供卓越的響應(yīng)能力，0.12到10秒。相比之下，鉑電阻式溫度檢測器或半導(dǎo)體探測器在1到50秒和5到60秒的響應(yīng)速度非常慢。當其他部件記錄到溫度變化時，基于NTC熱敏電阻的電路已經(jīng)使系統(tǒng)能夠采取糾正措施。
結(jié)果是，使用NTC熱敏電阻，工程師可以選擇更嚴格的上限，優(yōu)化風(fēng)扇可靠性和功耗。另外，因為快速響應(yīng)而且其輸出電阻動態(tài)范圍寬，NTC熱敏電阻即使在很小的溫度范圍內(nèi)也可以非常精確。這使得它們在廣泛的嵌入式應(yīng)用程序中非常通用。
抗擾度
還有其他影響精度的因素，包括對電噪聲和引線電阻的敏感性（即，從溫度傳感器組件引出的引線產(chǎn)生的噪聲）。同時熱電偶不受鉛電阻的影響，它們zui容易受到電噪聲尤其是冷端熱電偶。半導(dǎo)體傳感器也有無引線電阻但對電噪聲的抗擾度取決于電路板的布局。鉑電阻溫度檢測器對電噪聲相當免疫但它們很容易受到引線電阻噪聲的影響，尤其是在3線和4線結(jié)構(gòu)中。NTC熱敏電阻由于其初始電阻很高，對電噪聲和引線電阻都有很好的抗噪聲能力。
成本
溫度檢測電路的成本通常隨著精確度的提高而上升對于特定的傳感器類型。更強大的軟件包也會增加成本。適用于-50溫度范圍內(nèi)的應(yīng)用°C至250 °C、 鉑電阻式溫度檢測器的zui高成本為20元，其次是半導(dǎo)體傳感器，約為6元。熱電偶以低成本著稱，但實際上成本適中，僅需3元。NTC熱敏電阻器,NTC熱敏電阻器每件的體積可以少于3元。
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