目前市场上有数以千计的热敏电阻,为您的温度传感应用寻找合适的热敏电阻可能会令人困惑。在这篇技术文章中,我将讨论您在选择热敏电阻时需要牢记的一些重要参数,尤其是当您要在两种流行的温度传感热敏电阻类型之间做出决定时:负温度系数 (NTC) 热敏电阻或硅基线性热敏电阻。由于 NTC 热敏电阻的价格非常低,因此经常使用它们,但它们在极端温度下的精度较低。硅基线性热敏电阻在更宽的温度范围内提供更高的性能和高精度,但这通常需要更高的价格。正如我们将在下面的文本中看到的,
适合您应用的热敏电阻取决于许多参数,例如:
- 物料清单 (BOM) 成本。
- 电阻耐受性。
- 校准点。
- 灵敏度(每摄氏度电阻变化)。
- 自热和传感器漂移。
好成本
热敏电阻本身是便宜的设备。因为它们是离散的,所以可以通过使用附加
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来改变它们的电压降。例如,如果您使用的是非线性 NTC 热敏电阻,并且希望在您的设备上具有线性压降,您可以选择添加额外的电阻器来帮助实现此特性。但是,另一种可以减少 BOM 和总解决方案成本的替代方法是使用已经提供所需电压降的线性热敏电阻。好消息是,得益于我们新的线性热敏电阻系列,您可以以相似的成本找到两种热敏电阻选项,这有助于工程师简化设计、降低系统成本并将印刷威廉希尔官方网站
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PCB) 布局尺寸减少至少 33%。
电阻容差
热敏电阻按其在 25°C 时的电阻容差进行分类,但这并不能完全说明它们如何随温度变化的全部情况。使用器件的电阻与温度 (RT) 表中提供的最小、典型和最大电阻值来计算您感兴趣的特定温度范围内的容差非常重要,您可以在设计工具或数据表中找到该表。
为了说明容差如何随热敏电阻技术而变化,让我们比较 NTC 和我们的TMP61硅基热敏电阻,它们的额定电阻容差均为 ±1%。图 1 说明,随着温度从 25°C 移开,两种器件的电阻容差都会增加,但在极端温度下,两者之间存在很大差异。计算这种差异很重要,这样您就可以选择对您感兴趣的温度范围保持低容差的设备。
图 1:电阻容差:NTC 与 TMP61
校准点
不知道您的热敏电阻在其电阻容差范围内的位置会降低您的系统性能,因为您需要更大的误差范围。校准会告诉您预期的电阻值,这可以帮助您大大减少误差幅度。但是,这是制造过程中的一个附加步骤,因此您应该尽量将校准保持在最低限度。
您需要的校准点数量取决于您使用的热敏电阻类型和应用的温度范围。对于较窄的温度范围,大多数热敏电阻只需进行一点校准即可。对于需要宽温度范围的应用,您有两种选择:1) 使用 NTC 校准 3 次(这是由于它们在极端温度下灵敏度低且电阻容差高),或 2 ) 使用硅基线性热敏电阻校准一次,这比NTC要稳定得多。
灵敏度
当试图从热敏电阻获得良好的精度时,每摄氏度的电阻(灵敏度)有很大的变化只是难题的一部分。但是,除非您通过校准或选择具有低电阻容差的热敏电阻在软件中获得正确的电阻值,否则大灵敏度不会很有帮助。
由于 NTC 的电阻值呈指数下降,因此它们在低温下具有非常大的灵敏度,但随着温度的升高,灵敏度急剧下降。硅基线性热敏电阻不像 NTC 那样具有大的灵敏度波动,可以在整个温度范围内进行稳定测量。随着温度升高,硅基线性热敏电阻的灵敏度通常在 60°C 左右超过 NTC。
自热和传感器漂移
热敏电阻以热量的形式耗散功耗,这会影响其测量精度。散热量取决于许多参数,包括材料成分和通过器件的电流。
传感器漂移是热敏电阻随时间漂移的量,通常通过加速寿命测试在数据表中指定,以电阻值的百分比变化给出。如果您的应用需要长时间保持一致的灵敏度和精度,请寻找自热和传感器漂移低的热敏电阻。
那么什么时候应该在 NTC 上使用像 TMP61 这样的硅基线性热敏电阻?
查看表 1,您可以看到,对于相同的价格,几乎任何在硅基线性热敏电阻指定工作温度范围内的情况都可以从其线性度和稳定性中受益。硅基线性热敏电阻还提供商用和汽车版本,并采用表面贴装器件 NTC 常见的标准 0402 和 0603 封装。
| 范围 | NTC热敏电阻 | ti 硅基线性热敏电阻 |
| 好成本 | 中低档:
- 热敏电阻的低成本
- 可能需要额外的线性化威廉希尔官方网站
| 低的:
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| 电阻容差 | 大的:
| 小的:
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| 灵敏度 | 不一致:
| 持续的:
- 在整个温度范围内保持稳定的灵敏度
- 大于 NTC,通常高于 60°C
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| 校准点 | 多种的:
| 一:
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| 自热和传感器漂移 | 高的:
| 最小:
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表 1:NTC 与 TI 硅基线性热敏电阻
如需完整的 TI 热敏电阻 RT 表和带有示例代码的简单温度转换方法,请下载我们的热敏电阻设计工具。