挑选正真合适的温度传感器不光可以节约本钱,还可以尽可能地进步体系功能。在这篇文章中,我将重点来说一说热敏电阻和模仿温度传感器,这两个都是本钱有用的温度感测解决方案。而问题在于,你怎么知道挑选哪一个呢?
从总体上讲,热敏电阻是一种电阻器,它的电阻值随温度的转变而转变。如图1中所示,需求一个偏置电路和一少部分几个外部组件,在这里,偏置电阻器和热敏电阻组成了一个分压器,而且被接到一个可选运算放大器上,这个运算放大器与微控制器(MCU)的模数转换器(ADC)相连,从而将热敏电阻的电阻值转换为一个温度值。
图1:热敏电阻解决方案
热敏电阻的优势在于其低本钱。除此之外,做为一个电阻器,它还可以运用极小型两端子装封,并被放置在接线式探针内。
热敏电阻的缺点是,只需在很窄的温度范围内,它的输出才是线性和精确的,而在这个范围之外会变的非线性。图2制作了三条热敏电阻的输出曲线图,偏置电阻各为1MΩ、35kΩ和10kΩ。在窄温度范围内,每条曲线图都是线性的,只是在偏置电阻各为1MΩ、35kΩ和10kΩ,而温度各为10ºC、75ºC和50ºC以下时,这三条曲线图为非线性。即使针对于指定温度,还可以正常的运用专门校准的热敏电阻来实现目标精度,可是这种热敏电阻本钱较高,而且这三款不同的器材也使得库存办理变的过于杂乱。其它缺点还包含无法估计的毛病、抗扰度低和功耗较高。
图2:热敏电阻输出电压与温度间的联系图
源于某些原因,在不可猜测性和功耗不是那么重要的地方,热敏电阻最合适于窄温度范围内的温度丈量。
模仿温度传感器是一个有源半导体器材,它的输出是与温度成份额的电压值或电流值。做为一个集成电路(IC),模仿温度传感器具有热敏电阻所不具备的内置智能性,从而使与模仿温度传感器有关的规划作业变的简略。图3显现出来了其间一款TILMT系列模仿温度传感器的典范运用,在这个运用中,只需IC,而未运用外部组件。
图3:模仿温度传感器解决方案(LMT系列)
与热敏电阻不同,TI模仿温度传感器在宽温度范围内的丈量值是很精确的,而且在整个作业范围内具有线性输出。你无需忧虑不同器材的库存情况。除此之外,TI的共同规划也使得这类器材具有极低电流和低噪声敏感度。图4中给出的是TILMT84低本钱模仿温度传感器的输出,它的输出在-50ºC至150ºC的范围内坚持线性。
图4:LMT84输出电压与温度间的联系图
图5显现出来的是同一器材的流耗曲线图与一款典范热敏电阻的流耗曲线图的较为。LMT84耗费的电流为5µA(-50ºC至150ºC的温度范围内),而热敏电阻的流耗在101µA至315µA间。
图5:功率耗散—热敏电阻与模仿温度传感间的较为
图6显现出来的是,被安装在开关稳压器上的一个模仿温度传感器与一个热敏电阻在喧闹环境中的作业噪声的较为图。在室温下,热敏电阻与传感器的噪声总体水平持平,只是在温度较为高的环境中,因热敏电阻的分辨率下降,它的噪声总体水平会变的更差。一般情况下,模仿温度传感器的作业噪声比热敏电阻的噪声总体水平低3倍。
图6:热敏电阻与模仿温度传感器在连接到开关稳压器时的噪声试验
针对于很窄的温度范围(一般情况时为0ºC到70ºC间),因为它所具有的范围窄、线性高的范围和本钱有用性,热敏电阻还可以很好运转。即使针对于指定温度,有专门校准的热敏电阻可拿来实现目标精度,只是它们的本钱过高,而且坚持这类不同器材的库存也是一件很困难的工作。模仿温度传感器清除了这类难题,并在本钱方面很有竞争力。