Als Thermistor -Lieferant werde ich häufig nach der praktischen Anwendung von Thermistoren in Temperaturkompensationsschaltungen gefragt. Die Temperaturkompensation ist in vielen elektronischen Geräten von entscheidender Bedeutung, da die Stabilität und Genauigkeit der Systemleistung unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen aufrechterhalten wird. In diesem Blog -Beitrag werde ich einige Einblicke in die effektive Verwendung eines Thermistors in einem Temperaturkompensationskreis geben.
Thermistoren verstehen
Bevor Sie sich mit Temperaturkompensationsschaltungen befassen, ist es wichtig zu verstehen, was Thermistoren sind. Ein Thermistor ist eine Art von Widerstand, dessen Widerstand mit der Temperatur ändert. Es gibt zwei Haupttypen von Thermistoren: negativer Temperaturkoeffizienten (NTC) und positiver Temperaturkoeffizient (PTC). NTC -Thermistoren haben eine Abnahme des Widerstands mit zunehmendem Temperatur, während PTC -Thermistoren einen Anstieg des Widerstands mit steigender Temperatur aufweisen. In Schaltkreisen von Temperaturkompensationen werden NTC -Thermistoren aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit und einer relativ linearen Reaktion über einen weiten Temperaturbereich häufiger eingesetzt.
Das Prinzip der Temperaturkompensation
Das Grundprinzip der Temperaturkompensation besteht darin, den Auswirkungen der Temperatur auf andere Komponenten in einer Schaltung entgegenzuwirken. Beispielsweise kann die Ausgangsspannung in einer Spannungsreferenzschaltung aufgrund des Temperaturkoeffizienten der Widerstände oder anderer aktiver Komponenten mit der Temperatur variieren. Durch Zugabe eines Thermistors zur Schaltung können wir den Gesamtwiderstand auf eine Weise einstellen, die die temperaturinduzierten Änderungen in den anderen Komponenten kompensiert und so einen stabilen Ausgang beibehält.
Entwerfen eines Temperaturkompensationskreislaufs mit einem Thermistor
Hier sind die allgemeinen Schritte, um einen Temperaturkompensationskreis unter Verwendung eines NTC -Thermistors zu entwerfen:
Schritt 1: Identifizieren Sie die zu kompensierte Komponente
Zunächst müssen Sie bestimmen, welche Komponente in der Schaltung am stärksten durch die Temperatur beeinflusst wird. Dies kann ein Widerstand, ein Kondensator oder ein aktives Gerät wie ein Op-Ampere sein. Messen Sie den Temperaturkoeffizienten dieser Komponente, um zu verstehen, wie sich seine Leistung mit der Temperatur ändert.
Schritt 2: Wählen Sie den entsprechenden Thermistor aus
Wählen Sie basierend auf dem Temperaturbereich und den Kompensationsanforderungen der Schaltung einen NTC -Thermistor mit geeigneten Eigenschaften. Betrachten Sie Faktoren wie den Resistenzwert bei einer bestimmten Temperatur (z. B. 25 ° C), den B-Wert (der die temperaturfestlichen Beziehung beschreibt) und die Toleranz. Wenn Sie beispielsweise ein Feueralarmsystem entwerfen, können Sie eine verwenden100k Feueralarmthermistoroder aFeueralarm -Thermistorsensor, die speziell für Hochtemperaturanwendungen mit schnellen Reaktionszeiten ausgelegt sind.
Schritt 3: Bestimmen Sie die Schaltungskonfiguration
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Thermistor in einen Temperaturkompensationskreis zu integrieren. Eine gemeinsame Methode ist die Verwendung des Thermistors in einer Spannungsteilerkonfiguration. In einem Spannungsteiler ist der Thermistor in Reihe mit einem festen Widerstand angeschlossen, und die Ausgangsspannung wird entweder über den Thermistor oder den festen Widerstand übernommen. Wenn sich die Temperatur ändert, ändert sich der Widerstand des Thermistors, was wiederum die Ausgangsspannung des Spannungsteilers verändert. Diese Ausgangsspannung kann dann verwendet werden, um die Verzerrung oder Verstärkung der zu kompensierten Komponente anzupassen.
Hier ist ein einfaches Beispiel für einen Spannungsteiler mit einem NTC -Thermistor:
+Vcc | R1 | +--- vout | Thermistor (NTC) | GNDIn diesem Stromkreis ist R1 ein fester Widerstand, und der Thermistor ist damit in Reihe verbunden. Das Ausgangsspannungs -Vout kann unter Verwendung der Spannungsstufderformel berechnet werden:
[V_ {out} = v_ {cc} \ times \ frac {r_ {thermistor}} {r_ {1}+r_ {thermistor}}]
Mit zunehmender Temperatur nimmt der Widerstand des NTC -Thermistors ab, was dazu führt, dass sich das Vout entsprechend ändert.
Schritt 4: Berechnen Sie die Schaltungsparameter
Um den Kompensationseffekt zu optimieren, müssen Sie die Werte des festen Widerstands R1 und anderer Komponenten in der Schaltung berechnen. Dies beinhaltet die Verwendung des Temperaturkoeffizienten der zu kompensierten Komponente und der temperaturresistenten Beziehung des Thermistors. Sie können mathematische Modelle oder Simulationswerkzeuge verwenden, um diese Berechnungen durchzuführen.
Wenn Sie beispielsweise den Temperaturkoeffizienten eines Widerstands R2 kennen, den Sie kompensieren möchten, und Sie einen NTC-Thermistor mit einem bekannten B-Wert ausgewählt haben, können Sie den Wert von R1 so berechnen, dass die Änderung des Vouts aufgrund des Widerstandswechsels des Thermistors die Änderung der Leistung von R2 gegenüber dem gewünschten Temperaturbereich ausgeht.
Schritt 5: Testen und fein die Schaltung
Sobald Sie den Temperaturkompensationskreis gebaut haben, testen Sie ihn unter verschiedenen Temperaturbedingungen, um die Leistung zu bewerten. Messen Sie die Ausgabe der zu kompensierten Komponente und vergleichen Sie sie mit dem gewünschten Wert. Nehmen Sie bei Bedarf die Schaltungsparameter wie den Wert von R1 oder die Wahl des Thermistors an, um den besten Kompensationseffekt zu erzielen.
Praktische Überlegungen
Bei Verwendung eines Thermistors in einem Temperaturkompensationskreis müssen einige praktische Überlegungen berücksichtigt werden:
Wärmekupplung
Stellen Sie sicher, dass sich der Thermistor in gutem thermischem Kontakt mit der Komponente befindet. Dies kann durch Verwendung von Wärmepaste oder durch physikalische Montage des Thermistors in der Nähe der Komponente erreicht werden. Eine schlechte thermische Kopplung kann zu einer ungenauen Kompensation führen, da der Thermistor die Temperatur der Komponente möglicherweise nicht genau erfasst.
Selbsthitzung
Thermistoren können Wärme erzeugen, wenn der Strom durch sie fließt, was ihren Widerstand beeinflussen und Fehler in der Kompensation verursachen kann. Verwenden Sie zur Minimierung der Selbsthitzung einen niedrigen Strom in der Schaltung oder wählen Sie einen Thermistor mit einer niedrigen Leistungsbewertung aus.
Lärm und Störung
Thermistoren können auf elektrische Rauschen und Störungen empfindlich sein, was die Genauigkeit der Kompensation beeinflussen kann. Verwenden Sie ordnungsgemäße Abschirm- und Filtertechniken, um Rauschen und Störungen in der Schaltung zu verringern.
Abschluss
Die Verwendung eines Thermistors in einem Temperaturkompensationskreis ist ein effektiver Weg, um die Stabilität und Genauigkeit elektronischer Geräte unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen zu verbessern. Wenn Sie die in diesem Blog -Beitrag beschriebenen Schritte befolgen und die praktischen Überlegungen berücksichtigen, können Sie einen zuverlässigen Temperaturkompensationskreis entwerfen und implementieren.
Wenn Sie daran interessiert sind, Thermistoren für Ihre Temperaturkompensationsanwendungen zu kaufen, oder wenn Sie Fragen zur Auswahl der Thermistor oder zum Design von Thermistor haben, können Sie sich gerne an uns wenden. Wir sind ein professioneller Thermistor -Lieferant mit einer Vielzahl von Produkten und technischem Fachwissen, um Ihre Bedürfnisse zu erfüllen.
Referenzen
- "Thermistor Handbook" - erhältlich bei großen Thermistorherstellern.
- "Elektronischer Schaltungsdesign für Temperaturkompensation" - Verschiedene Lehrbücher zum Design der elektronischen Schaltung.
