Nke a bụ akụkọ mbụ n'ime usoro nke nwere akụkụ abụọ.Isiokwu a ga-ebu ụzọ tụlee akụkọ ihe mere eme na imewe ihe ịma aka nkeokpomọkụ dabeere thermistorSistemụ nha, yana ntụnyere ha na sistemu nha okpomọkụ (RTD).Ọ ga-akọwakwa nhọrọ nke thermistor, nhazi ahia-offs, na mkpa nke sigma-delta analog-to-dijital converters (ADCs) na mpaghara ngwa a.Isiokwu nke abụọ ga-akọwapụta otu esi ebuli ma nyochaa usoro nha dabere na thermistor ikpeazụ.
Dị ka akọwara n'usoro isiokwu gara aga, Optimizing RTD Temperature Sensor Systems, RTD bụ resistor nke nguzogide ya dịgasị iche na okpomọkụ.Thermistors na-arụ ọrụ n'otu aka ahụ na RTD.N'adịghị ka RTD, nke nwere naanị ọnụọgụ okpomọkụ dị mma, onye na-ekpo ọkụ nwere ike ịnwe ọnụọgụ okpomọkụ dị mma ma ọ bụ nke na-adịghị mma.Igwe ọkụ na-adịghị mma (NTC) thermistors na-ebelata nguzogide ha ka okpomọkụ na-ebili, ebe ezigbo okpomọkụ ọnụọgụ (PTC) thermistors na-abawanye nguzogide ha ka okpomọkụ na-ebili.Na fig.1 na-egosi njirimara nzaghachi nke ụdị okpomọkụ NTC na PTC ma jiri ha tụnyere akụkụ RTD.
N'ihe gbasara oke okpomọkụ, eriri RTD fọrọ nke nta ka ọ bụrụ ahịrị, ihe mmetụta ahụ na-ekpuchikwa oke okpomọkụ ka ukwuu karịa thermistor (nke a na-emekarị -200 ° C ruo + 850 ° C) n'ihi ọdịdị na-abụghị nke linear (exponential) nke thermistor.A na-enyekarị RTD n'ọkpụkpọ akpụ akpụ a ma ama, ebe akụkụ thermistor dị iche site n'aka ndị nrụpụta.Anyị ga-atụle nke a n'ụzọ zuru ezu na thermistor nhọrọ ngalaba nke isiokwu a.
A na-eme thermistors site na ihe ndị mejupụtara, na-emekarị ceramik, polymers, ma ọ bụ semiconductors (na-emekarị oxides metal) na ọla dị ọcha (platinum, nickel, ma ọ bụ ọla kọpa).Thermistors nwere ike ịchọpụta mgbanwe okpomọkụ ngwa ngwa karịa RTDs, na-enye nzaghachi ngwa ngwa.Ya mere, thermistors na-ejikarị ihe mmetụta sensọ na ngwa nke chọrọ ọnụ ala dị ala, obere nha, nzaghachi ngwa ngwa, mmetụta dị elu, yana oke okpomọkụ dị oke, dị ka njikwa eletrọnịkị, njikwa ụlọ na ụlọ, ụlọ nyocha sayensị, ma ọ bụ ụgwọ nkwụsị oyi maka thermocouples na azụmahịa. ma ọ bụ ngwa mmepụta ihe.ebumnuche.Ngwa.
N'ọtụtụ ọnọdụ, a na-eji thermistors NTC mee ihe maka nha okpomọkụ nke ọma, ọ bụghị PTC thermistors.Ụfọdụ thermistors PTC dị nke enwere ike iji na sekit nchebe karịrị akarị ma ọ bụ dị ka fiusi nwere ike ịtọgharịa maka ngwa nchekwa.Mgbochi na-eguzogide okpomọkụ nke PTC thermistor na-egosi obere mpaghara NTC tupu ya erute ebe mgba ọkụ (ma ọ bụ Curie point), nke dị n'elu nke nkwụsị ahụ na-ebili nke ọma site na ọtụtụ iwu nke ịdị ukwuu na nso nke ọtụtụ degrees Celsius.N'okpuru ọnọdụ ndị na-emebiga ihe ókè, PTC thermistor ga-emepụta ọkụ onwe onye siri ike mgbe okpomọkụ na-agbanwe agbanwe, na nguzogide ya ga-ebili nke ọma, nke ga-ebelata ntinye ugbu a na usoro ahụ, si otú ahụ gbochie mmebi.Ebe ngbanwe nke thermistors PTC na-adịkarị n'etiti 60°C na 120°C na adịghị mma maka ịchịkwa nha okpomọkụ n'ọtụtụ ngwa.Edemede a lekwasịrị anya na thermistors NTC, nke nwere ike tụọ ma ọ bụ nyochaa ọnọdụ okpomọkụ sitere na -80°C ruo +150°C.NTC thermistors nwere ogo nguzogide sitere na ohms ole na ole ruo 10 MΩ na 25°C.Dị ka e gosiri na fig.1, mgbanwe nke nguzogide kwa ogo Celsius maka thermistors na-apụta karịa maka temometa na-eguzogide.Tụnyere thermistors, thermistor nwere mmetụta dị elu na uru nguzogide dị elu na-eme ka sekit ntinye ya dị mfe, ebe ọ bụ na thermistors anaghị achọ nhazi wiwi pụrụ iche, dị ka 3-waya ma ọ bụ 4-waya, iji kwụọ ụgwọ maka nguzogide ndu.Nhazi thermistor na-eji naanị nhazi 2-waya dị mfe.
Ntụkọ okpomọkụ dabere na nkenke dị elu chọrọ nhazi mgbaama ziri ezi, ntụgharị analọg-na-dijitalụ, linearization, na nkwụghachi ụgwọ, dịka egosiri na fig.2.
Ọ bụ ezie na yinye mgbaàmà nwere ike ịdị ka ọ dị mfe, enwere ọtụtụ mgbagwoju anya na-emetụta nha, ọnụ ahịa na arụmọrụ nke motherboard dum.Pọtụfoliyo ADC nkenke nkenke ADI gụnyere ọtụtụ ngwọta agbakwunyere, dị ka AD7124-4/AD7124-8, nke na-enye ọtụtụ uru maka imepụta sistemu thermal dị ka ọtụtụ n'ime ihe mgbochi ụlọ chọrọ maka ngwa na-arụ.Agbanyeghị, enwere ihe ịma aka dị iche iche n'ichepụta na ịkachasị ihe ngwọta nha okpomọkụ dabere na thermistor.
Isiokwu a na-atụle nke ọ bụla n'ime ihe ndị a ma na-enye ndụmọdụ maka idozi ha na ime ka usoro nhazi dị mfe maka usoro ndị dị otú ahụ.
Enwere ụdị dị iche icheNTC thermistorsn'ahịa taa, yabụ ịhọrọ thermistor ziri ezi maka ngwa gị nwere ike ịbụ ọrụ siri ike.Rịba ama na e depụtara thermistors site na ọnụ ahịa aha ha, nke bụ nguzogide aha ha na 25°C.Ya mere, 10 kΩ thermistor nwere nguzogide aha nke 10 kΩ na 25 Celsius.Thermistors nwere ụkpụrụ nguzogide n'aha ma ọ bụ nke bụ isi sitere na ohms ole na ole ruo 10 MΩ.Thermistors nwere ọkwa nguzogide dị ala (nkwụsi ike nke 10 kΩ ma ọ bụ ihe na-erughị ya) na-akwadokarị oke okpomọkụ dị ala, dị ka -50°C ruo +70°C.Thermistors nwere ogo nguzogide dị elu nwere ike iguzogide okpomọkụ ruo 300°C.
Emebere ihe thermistor nke metal oxide.Thermistors dị na bọọlụ, radial na ụdị SMD.Thermistor beads bụ epoxy mkpuchi ma ọ bụ mkpuchi mkpuchi maka nchekwa agbakwunyere.Thermistors bọọlụ nwere mkpuchi Epoxy, radial na thermistors dị n'elu dabara adaba maka okpomoku ruru 150C.Glass bead thermistors kwesịrị ekwesị maka ịlele oke okpomọkụ.Ụdị mkpuchi / nkwakọ ngwaahịa ọ bụla na-echebekwa megide corrosion.Ụfọdụ thermistors ga-enwekwa ụlọ ndị ọzọ maka nchebe agbakwunyere na gburugburu ebe ọjọọ.Bead thermistors nwere oge nzaghachi ngwa ngwa karịa radial/SMD thermistors.Agbanyeghị, ha anaghị adịte aka.Ya mere, ụdị thermistor eji eme ihe na-adabere na ngwa njedebe na gburugburu ebe obibi nke thermistor dị.Nkwụsi ike ogologo oge nke thermistor na-adabere na ihe onwunwe ya, nkwakọ ngwaahịa, na imewe ya.Dịka ọmụmaatụ, thermistor NTC nwere epoxy nwere ike ịgbanwe 0.2°C kwa afọ, ebe thermistor mechiri emechi na-agbanwe naanị 0.02°C kwa afọ.
Thermistors na-abịa n'ụzọ ziri ezi dị iche iche.Ọkọlọtọ thermistors na-enwekarị izi ezi nke 0.5°C ruo 1.5°C.Ogo nguzogide thermistor na uru beta (oke 25°C ruo 50°C/85°C) nwere nnabata.Rịba ama na uru beta nke thermistor dị iche site na onye nrụpụta.Dịka ọmụmaatụ, 10 kΩ NTC thermistors sitere na ndị nrụpụta dị iche iche ga-enwe ụkpụrụ beta dị iche iche.Maka sistemụ ziri ezi karịa, enwere ike iji thermistors dị ka usoro Omega™ 44xxx.Ha nwere izi ezi nke 0.1°C ma ọ bụ 0.2°C n'elu oke okpomọkụ nke 0°C ruo 70°C.Ya mere, oke okpomọkụ nke enwere ike tụọ yana izi ezi achọrọ n'elu oke okpomọkụ ahụ na-ekpebi ma thermistors dabara maka ngwa a.Biko mara na ka izi ezi nke usoro Omega 44xxx dị elu, ọnụ ahịa ahụ dị elu.
Iji tọghata nguzogide ka ogo Celsius, uru beta na-ejikarị.A na-ekpebi uru beta site n'ịmara isi ihe okpomọkụ abụọ na nguzogide kwekọrọ na ebe okpomọkụ ọ bụla.
RT1 = Okpomọkụ na-eguzogide 1 RT2 = Okpomọkụ na-eguzogide 2 T1 = Okpomọkụ 1 (K) T2 = Okpomọkụ 2 (K)
Onye ọrụ na-eji uru beta kacha nso na oke okpomọkụ ejiri n'ọrụ a.Ọtụtụ mpempe akwụkwọ thermistor na-edepụta uru beta yana nguzogide nguzogide na 25°C yana nnabata maka uru beta.
Igwe ọkụ dị elu nke ọma na ngwọta nkwụsị dị elu dị ka usoro Omega 44xxx na-eji nhazi Steinhart-Hart iji gbanwee nguzogide na ogo Celsius.Nha nhata 2 chọrọ nkwụsi ike atọ A, B, na C, nke onye nrụpụta ihe mmetụta na-enye ọzọ.N'ihi na a na-emepụta ọnụọgụ nha nha site na iji isi okpomọkụ atọ, nhata na-esi na ya belata njehie nke linearization webatara (na-abụkarị 0.02 Celsius).
A, B na C bụ ihe na-adịgide adịgide sitere na ntọala okpomọkụ atọ.R = nguzogide thermistor na ohms T = okpomọkụ na ogo K
Na fig.3 na-egosi mkpali dị ugbu a nke ihe mmetụta.A na-etinye mbanye ugbu a na thermistor na otu ugbu a na-etinye aka na nkenke resistor;a na-eji nkenke resistor dị ka ihe ntụnye aka maka nha.Uru nke onye na-ekwu okwu ga-adị ukwuu karịa ma ọ bụ hà nhata na uru kachasị elu nke nkwụsị nke thermistor (dabere na okpomọkụ kachasị dị ala na usoro).
Mgbe ị na-ahọrọ ihe na-akpali akpali ugbu a, a ghaghị iburu n'uche ọzọ nguzogide nke thermistor.Nke a na-eme ka voltaji dị n'ofe ihe mmetụta na ihe nkwụsịtụ aka na-adị mgbe niile n'ogo nke electronics nabatara.Isi iyi dị ugbu a na-achọ ụfọdụ ọnụ ụlọ ma ọ bụ mmepụta dakọtara.Ọ bụrụ na thermistor nwere nguzogide dị elu na okpomọkụ kachasị dị ala, nke a ga-eme ka ọ dị ugbu a dị ala.Ya mere, voltaji a na-emepụta n'ofe thermistor na okpomọkụ dị elu dị ntakịrị.Enwere ike iji usoro uru nwere ike ime iji kwalite nha nke akara ngosi ndị a dị ala.Otú ọ dị, a ghaghị ịhazi uru ahụ n'ụzọ dị egwu n'ihi na ọkwa mgbaàmà sitere na thermistor dịgasị iche iche na okpomọkụ.
Nhọrọ ọzọ bụ ịtọ uru mana jiri dynamic drive current.Ya mere, ka ọkwa mgbaàmà sitere na thermistor na-agbanwe, uru ụgbọala dị ugbu a na-agbanwe n'ike n'ike ka voltaji emepụtara n'ofe thermistor dị n'ime nsonye ntinye akọwapụtara nke ngwaọrụ eletrọnịkị.Onye ọrụ ga-ahụrịrị na voltaji emepụtara n'ofe ihe nrụtụ aka bụkwa n'ọkwa nke eletrọnịkị nabatara.Nhọrọ abụọ a chọrọ nchịkwa dị elu, nlekota oru mgbe nile nke voltaji gafee thermistor ka eletrọnịkị nwee ike tụọ mgbaàmà.Enwere nhọrọ dị mfe?Tụlee mkpali voltaji.
Mgbe a na-etinye voltaji DC na thermistor, nke dị ugbu a site na thermistor na-akpaghị aka ka ọ na-agbanwe nguzogide thermistor.Ugbu a, na-eji ihe nrịbama nke ziri ezi kama ịbụ onye na-ekwu okwu, ebumnuche ya bụ ịgbakọ ihe dị ugbu a na-agafe na thermistor, si otú a na-ekwe ka gbakọọ nguzogide thermistor.Ebe ọ bụ na a na-ejikwa voltaji mbanye dị ka akara ngosi ADC, ọ nweghị uru ọ bụla achọrọ.The processor enweghị ọrụ nke nlekota thermistor voltaji, na-ekpebi ma ọ bụrụ na mgbaàmà larịị ike tụrụ site electronics, na-agbakọ ihe mbanye uru / ugbu uru kwesịrị gbanwee.Nke a bụ usoro eji eme ihe n'isiokwu a.
Ọ bụrụ na thermistor nwere obere nguzogide na oke nguzogide, enwere ike iji voltaji ma ọ bụ mkpali dị ugbu a.N'okwu a, enwere ike idozi ụgbọala ugbu a na uru.Ya mere, sekit ahụ ga-adị ka egosiri na eserese 3. Usoro a dị mma n'ihi na ọ ga-ekwe omume ịchịkwa ugbu a site na ihe mmetụta na ihe nkwụsịtụ ntụaka, nke bara uru na ngwa ike dị ala.Tụkwasị na nke ahụ, a na-ebelata ikpo ọkụ onwe onye nke thermistor.
Enwere ike iji mkpali voltaji mee ihe maka thermistors nwere ọkwa nguzogide dị ala.Otú ọ dị, onye ọrụ ga-ahụrịrị na nke ugbu a site na ihe mmetụta adịghị oke elu maka ihe mmetụta ma ọ bụ ngwa.
Mkpali voltaji na-eme ka mmejuputa ya dị mfe mgbe ị na-eji thermistor nwere oke nguzogide na oke okpomọkụ.Nnukwu nguzogide aha aha na-enye ọkwa dị ugbu a anabatara.Otú ọ dị, ndị na-emepụta ihe kwesịrị ijide n'aka na ugbu a dị na ọkwa a na-anabata n'elu okpomọkụ dum nke ngwa ahụ kwadoro.
Sigma-Delta ADC na-enye ọtụtụ uru mgbe ị na-emepụta usoro nha nke thermistor.Nke mbụ, n'ihi na sigma-delta ADC na-emegharị ntinye analọgụ, a na-edobe nzacha mpụga ka opekempe yana naanị ihe achọrọ bụ nzacha RC dị mfe.Ha na-enye mgbanwe n'ụdị nzacha yana ọnụego baud mmepụta.Enwere ike iji nzacha dijitalụ arụnyere n'ime ka ọ kwụsị nnyonye anya ọ bụla na ngwaọrụ ndị na-akwado isi.Ngwa 24-bit dị ka AD7124-4/AD7124-8 nwere mkpebi zuru oke ruru 21.7 ibe n'ibe, ya mere ha na-enye mkpebi dị elu.
Ojiji nke sigma-delta ADC na-eme ka atụmatụ thermistor dị mfe ma na-ebelata nkọwapụta, ọnụ ahịa sistemụ, oghere bọọdụ, na oge ịzụ ahịa.
Edemede a na-eji AD7124-4/AD7124-8 dị ka ADC n'ihi na ha bụ obere mkpọtụ, dị ala ugbu a, ADC nkenke nwere PGA arụnyere n'ime ya, ntụaka arụnyere, ntinye analọgụ, na nchekwa ntụaka.
N'agbanyeghị ma ị na-eji mbanye ugbu a ma ọ bụ voltaji draịva, a na-atụ aro nhazi nhazi nke voltaji ntụaka na voltaji sensọ sitere n'otu isi iyi mbanye.Nke a pụtara na mgbanwe ọ bụla na isi iyi mkpali agaghị emetụta izi ezi nke nha.
Na fig.5 na-egosi draịva mgbe niile maka thermistor na precision resistor RREF, voltaji emepụtara gafee RREF bụ voltaji ntụaka maka ịlele thermistor.
Ọnọdụ ugbu a adịghị mkpa ka ọ bụrụ nke ziri ezi ma nwee ike ghara ịdị n'otu n'ihi na a ga-ewepụ njehie ọ bụla na mpaghara ugbu a na nhazi a.N'ozuzu, mkpali ugbu a na-ahọrọ karịa mkpali voltaji n'ihi njikwa mmetụta dị elu yana mgbochi mkpọtụ ka mma mgbe ihe mmetụta dị na ebe dịpụrụ adịpụ.A na-ejikarị ụdị ụzọ ele mmadụ anya n'ihu maka RTD ma ọ bụ thermistors nwere ụkpụrụ nguzogide dị ala.Otú ọ dị, maka thermistor nwere uru nguzogide dị elu na nghọta dị elu, ọkwa mgbaàmà nke mgbanwe okpomọkụ ọ bụla na-eme ga-adịwanye ukwuu, ya mere a na-eji mkpali voltaji eme ihe.Dịka ọmụmaatụ, 10 kΩ thermistor nwere nguzogide 10 kΩ na 25 Celsius.Na -50 ° C, nguzogide nke thermistor NTC bụ 441.117 kΩ.Opekempe mbanye ugbu a nke 50 µA nke AD7124-4/AD7124-8 na-ewepụta 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V, nke dị oke elu na n'èzí ọrụ nke ADC kachasị dị na mpaghara ngwa a.A na-ejikọkwa thermistors ma ọ bụ dị nso na ngwa eletrọnịkị, yabụ, ọ dịghị achọ ihe mgbochi ịkwọ ụgbọala ugbu a.
Ịtinye ihe mgbochi uche n'usoro dị ka sekit nkesa voltaji ga-amachi ugbu a site na thermistor na uru nguzogide kacha nta.Na nhazi a, uru nke RSENSE nke uche ga-enwerịrị uru nke nguzogide thermistor na okpomọkụ nke 25 Celsius C, nke mere na voltaji mmepụta ga-adị nhata na etiti nke voltaji ntụaka na okpomọkụ nke aha ya. 25°CC N'otu aka ahụ, ọ bụrụ na ejiri 10 kΩ thermistor nwere nguzogide 10 kΩ na 25°C, RSENSE kwesịrị ịbụ 10 kΩ.Ka okpomọkụ na-agbanwe, nguzogide nke NTC thermistor na-agbanwekwa, na nha nke voltaji mbanye n'ofe thermistor na-agbanwekwa, na-eme ka mmepụta voltaji dị nhata na nkwụsị nke NTC thermistor.
Ọ bụrụ na ntụaka voltaji ahọpụtara ejiri mee ka thermistor na/ma ọ bụ RSENSE dabara na voltaji ntụaka ADC ejiri maka nha, a na-edobe sistemu ka ọ bụrụ nha nha nha (Nyocha 7) ka isi iyi voltaji njehie metụtara mkpali ọ bụla ga-enwe mmasị iwepu.
Rịba ama na ma ọ bụ ihe mgbochi uche (voltage chụpụrụ) ma ọ bụ onye na-ekwu okwu (na-agba ọsọ ugbu a) kwesịrị inwe ntachi obi dị ala na nke dị ala, n'ihi na mgbanwe abụọ ahụ nwere ike imetụta izi ezi nke usoro dum.
Mgbe ị na-eji otutu thermistors, enwere ike iji otu voltaji na-akpali akpali.Agbanyeghị, thermistor ọ bụla ga-enwerịrị ihe mgbochi uche ziri ezi nke ya, dị ka egosiri na fig.8. Nhọrọ ọzọ bụ iji mpụga multiplexer ma ọ bụ ala-eguzogide mgba ọkụ na on steeti, nke na-enye ohere ikere òkè otu ziri ezi uche resistor.Site na nhazi a, thermistor ọ bụla chọrọ oge ndozi mgbe a tụrụ ya.
Na nchịkọta, mgbe ị na-emepụta usoro nha okpomọkụ dabere na thermistor, enwere ọtụtụ ajụjụ ị ga-atụle: nhọrọ sensọ, wiring sensọ, ahia nhọrọ akụrụngwa, nhazi ADC, yana ka mgbanwe ndị a dị iche iche si emetụta n'ozuzu nke usoro ahụ.Edemede na-esote n'usoro isiokwu a na-akọwa otu esi ebuli nhazi sistemu gị yana mmefu ego njehie sistemu zuru oke iji nweta arụmọrụ ebumnuche gị.
Oge nzipu: Sep-30-2022