થર્મિસ્ટર આધારિત તાપમાન માપન પ્રણાલીઓને optim પ્ટિમાઇઝ કરવું: એક પડકાર

આ બે ભાગની શ્રેણીનો પહેલો લેખ છે. આ લેખ પ્રથમ ઇતિહાસ અને ડિઝાઇન પડકારોની ચર્ચા કરશેથર્મિસ્ટર આધારિત તાપમાનમાપન પ્રણાલીઓ, તેમજ પ્રતિકાર થર્મોમીટર (આરટીડી) તાપમાન માપન પ્રણાલીઓ સાથેની તેમની તુલના. તે આ એપ્લિકેશન ક્ષેત્રમાં થર્મિસ્ટર, રૂપરેખાંકન ટ્રેડ- s ફ્સ અને સિગ્મા-ડેલ્ટા એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર્સ (એડીસી) ની પસંદગીનું પણ વર્ણન કરશે. બીજો લેખ અંતિમ થર્મિસ્ટર-આધારિત માપન પ્રણાલીને કેવી રીતે optim પ્ટિમાઇઝ અને મૂલ્યાંકન કરવો તે વિગત આપશે.
પાછલા લેખ શ્રેણીમાં વર્ણવ્યા મુજબ, આરટીડી તાપમાન સેન્સર સિસ્ટમોને optim પ્ટિમાઇઝ કરવું, આરટીડી એક રેઝિસ્ટર છે જેનો પ્રતિકાર તાપમાન સાથે બદલાય છે. થર્મિસ્ટર્સ આરટીડીની જેમ જ કામ કરે છે. આરટીડીથી વિપરીત, જેમાં ફક્ત સકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક હોય છે, થર્મિસ્ટરમાં સકારાત્મક અથવા નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક હોઈ શકે છે. તાપમાનમાં વધારો થતાં નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક (એનટીસી) થર્મિસ્ટર્સ તેમનો પ્રતિકાર ઘટાડે છે, જ્યારે હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક (પીટીસી) થર્મિસ્ટર્સ તાપમાનમાં વધારો થતાં તેમનો પ્રતિકાર વધે છે. ફિગ પર. 1 લાક્ષણિક એનટીસી અને પીટીસી થર્મિસ્ટર્સની પ્રતિભાવ લાક્ષણિકતાઓ બતાવે છે અને તેમની તુલના આરટીડી વળાંક સાથે કરે છે.
તાપમાનની શ્રેણીની દ્રષ્ટિએ, આરટીડી વળાંક લગભગ રેખીય હોય છે, અને સેન્સર થર્મિસ્ટરની ન non ન -રેખીય (ઘાતાંકીય) પ્રકૃતિને કારણે થર્મિસ્ટર્સ (સામાન્ય રીતે -200 ° સે થી +850 ° સે) કરતા વધુ વ્યાપક તાપમાનની શ્રેણીને આવરી લે છે. આરટીડી સામાન્ય રીતે જાણીતા પ્રમાણિત વળાંકમાં પ્રદાન કરવામાં આવે છે, જ્યારે થર્મિસ્ટર વળાંક ઉત્પાદક દ્વારા બદલાય છે. અમે આ લેખના થર્મિસ્ટર પસંદગી માર્ગદર્શિકા વિભાગમાં આ વિશે વિગતવાર ચર્ચા કરીશું.
થર્મિસ્ટર્સ સંયુક્ત સામગ્રી, સામાન્ય રીતે સિરામિક્સ, પોલિમર અથવા સેમિકન્ડક્ટર (સામાન્ય રીતે મેટલ ઓક્સાઇડ) અને શુદ્ધ ધાતુઓ (પ્લેટિનમ, નિકલ અથવા કોપર) માંથી બનાવવામાં આવે છે. થર્મિસ્ટર્સ ઝડપી પ્રતિસાદ પ્રદાન કરીને, આરટીડી કરતા તાપમાનના ફેરફારોને ઝડપથી શોધી શકે છે. તેથી, થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે એપ્લિકેશનમાં સેન્સર દ્વારા કરવામાં આવે છે જેમાં ઓછા ખર્ચે, નાના કદ, ઝડપી પ્રતિસાદ, ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા અને મર્યાદિત તાપમાન શ્રેણી, જેમ કે ઇલેક્ટ્રોનિક્સ નિયંત્રણ, ઘર અને મકાન નિયંત્રણ, વૈજ્ .ાનિક પ્રયોગશાળાઓ અથવા વ્યાપારી અથવા industrial દ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં થર્મોક્યુપલ્સ માટે કોલ્ડ જંકશન વળતરની જરૂર હોય છે. હેતુઓ. અરજીઓ.
મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, એનટીસી થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ તાપમાનના સચોટ માપન માટે થાય છે, પીટીસી થર્મિસ્ટર્સ નહીં. કેટલાક પીટીસી થર્મિસ્ટર્સ ઉપલબ્ધ છે જેનો ઉપયોગ ઓવરકોરન્ટ પ્રોટેક્શન સર્કિટ્સમાં અથવા સલામતી એપ્લિકેશનો માટે ફરીથી ગોઠવવા યોગ્ય ફ્યુઝ તરીકે થઈ શકે છે. પીટીસી થર્મિસ્ટરની પ્રતિકાર-તાપમાન વળાંક સ્વીચ પોઇન્ટ (અથવા ક્યુરી પોઇન્ટ) પર પહોંચતા પહેલા ખૂબ જ નાનો એનટીસી ક્ષેત્ર બતાવે છે, જેની ઉપર ઘણા ડિગ્રી સેલ્સિયસની શ્રેણીમાં તીવ્રતાના ઘણા ઓર્ડર દ્વારા પ્રતિકાર તીવ્ર વધે છે. અતિશય પરિસ્થિતિઓમાં, જ્યારે સ્વિચિંગ તાપમાન ઓળંગી જાય છે ત્યારે પીટીસી થર્મિસ્ટર મજબૂત સ્વ-ગરમી ઉત્પન્ન કરશે, અને તેનો પ્રતિકાર ઝડપથી વધશે, જે સિસ્ટમમાં ઇનપુટ વર્તમાનને ઘટાડશે, જેનાથી નુકસાન અટકાવવામાં આવશે. પીટીસી થર્મિસ્ટર્સનો સ્વિચિંગ પોઇન્ટ સામાન્ય રીતે 60 ° સે અને 120 ° સે વચ્ચે હોય છે અને તે વિશાળ શ્રેણીમાં તાપમાનના માપને નિયંત્રિત કરવા માટે યોગ્ય નથી. આ લેખ એનટીસી થર્મિસ્ટર્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જે સામાન્ય રીતે -80 ° સે થી +150 ° સે સુધીના તાપમાનને માપી અથવા મોનિટર કરી શકે છે. એનટીસી થર્મિસ્ટર્સ પાસે 25 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર થોડા ઓહ્મથી 10 એમએ સુધીની પ્રતિકાર રેટિંગ્સ છે. ફિગ માં બતાવ્યા પ્રમાણે. 1, થર્મિસ્ટર્સ માટે ડિગ્રી સેલ્સિયસ દીઠ પ્રતિકારમાં ફેરફાર પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સ કરતા વધુ સ્પષ્ટ છે. થર્મિસ્ટર્સની તુલનામાં, થર્મિસ્ટરની ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા અને ઉચ્ચ પ્રતિકાર મૂલ્ય તેના ઇનપુટ સર્કિટરીને સરળ બનાવે છે, કારણ કે લીડ પ્રતિકારની ભરપાઇ કરવા માટે થર્મિસ્ટર્સને કોઈ ખાસ વાયરિંગ ગોઠવણી, જેમ કે 3-વાયર અથવા 4-વાયરની જરૂર હોતી નથી. થર્મિસ્ટર ડિઝાઇન ફક્ત એક સરળ 2-વાયર ગોઠવણીનો ઉપયોગ કરે છે.
હાઇ-ચોકસાઇ થર્મિસ્ટર-આધારિત તાપમાન માપને ચોક્કસ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ, એનાલોગ-થી-ડિજિટલ રૂપાંતર, રેખીયકરણ અને વળતરની જરૂર છે, જેમ કે ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. 2.
તેમ છતાં સિગ્નલ ચેઇન સરળ લાગે છે, ત્યાં ઘણી મુશ્કેલીઓ છે જે આખા મધરબોર્ડના કદ, ખર્ચ અને પ્રભાવને અસર કરે છે. એડીઆઈના ચોકસાઇ એડીસી પોર્ટફોલિયોમાં ઘણા સંકલિત ઉકેલો શામેલ છે, જેમ કે AD7124-4/AD7124-8, જે થર્મલ સિસ્ટમ ડિઝાઇન માટે ઘણા ફાયદા પૂરા પાડે છે કારણ કે એપ્લિકેશન માટે જરૂરી મોટાભાગના બિલ્ડિંગ બ્લોક્સ બિલ્ટ-ઇન છે. જો કે, થર્મિસ્ટર-આધારિત તાપમાન માપન ઉકેલોની રચના અને optim પ્ટિમાઇઝ કરવામાં વિવિધ પડકારો છે.
આ લેખ આ દરેક મુદ્દાઓની ચર્ચા કરે છે અને તેમને હલ કરવા અને આવી સિસ્ટમો માટેની ડિઝાઇન પ્રક્રિયાને વધુ સરળ બનાવવા માટે ભલામણો પ્રદાન કરે છે.
ત્યાં વિવિધ પ્રકારની છેએન.ટી.સી.આજે બજારમાં, તેથી તમારી એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય થર્મિસ્ટરની પસંદગી કરવી મુશ્કેલ કાર્ય હોઈ શકે છે. નોંધ લો કે થર્મિસ્ટર્સ તેમના નજીવા મૂલ્ય દ્વારા સૂચિબદ્ધ છે, જે 25 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર તેમનો નજીવો પ્રતિકાર છે. તેથી, 10 કે Ω થર્મિસ્ટરમાં 25 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર 10 કે.એ.નો નજીવો પ્રતિકાર છે. થર્મિસ્ટર્સ પાસે થોડા ઓહ્મથી 10 એમએ સુધીના નજીવા અથવા મૂળભૂત પ્રતિકાર મૂલ્યો હોય છે. ઓછી પ્રતિકાર રેટિંગ્સવાળા થર્મિસ્ટર્સ (10 કે અથવા તેથી ઓછાના નજીવા પ્રતિકાર) સામાન્ય રીતે નીચા તાપમાન શ્રેણીને ટેકો આપે છે, જેમ કે -50 ° સે થી +70 ° સે. ઉચ્ચ પ્રતિકાર રેટિંગ્સવાળા થર્મિસ્ટર્સ 300 ° સે સુધી તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે.
થર્મિસ્ટર તત્વ મેટલ ox કસાઈડથી બનેલું છે. થર્મિસ્ટર્સ બોલ, રેડિયલ અને એસએમડી આકારમાં ઉપલબ્ધ છે. થર્મિસ્ટર મણકા એ ઇપોક્રી કોટેડ અથવા ગ્લાસ એન્કેપ્સ્યુલેટેડ છે. ઇપોક્રી કોટેડ બોલ થર્મિસ્ટર્સ, રેડિયલ અને સપાટી થર્મિસ્ટર્સ 150 ° સે સુધી તાપમાન માટે યોગ્ય છે. ગ્લાસ મણકો થર્મિસ્ટર્સ temperatures ંચા તાપમાનને માપવા માટે યોગ્ય છે. તમામ પ્રકારના કોટિંગ્સ/પેકેજિંગ પણ કાટ સામે રક્ષણ આપે છે. કેટલાક થર્મિસ્ટર્સમાં કઠોર વાતાવરણમાં વધારાના રક્ષણ માટે વધારાના આવાસો પણ હશે. મણકો થર્મિસ્ટર્સ પાસે રેડિયલ/એસએમડી થર્મિસ્ટર્સ કરતા ઝડપી પ્રતિસાદ સમય હોય છે. જો કે, તેઓ એટલા ટકાઉ નથી. તેથી, વપરાયેલ થર્મિસ્ટરનો પ્રકાર અંતિમ એપ્લિકેશન અને પર્યાવરણ પર આધારિત છે જેમાં થર્મિસ્ટર સ્થિત છે. થર્મિસ્ટરની લાંબા ગાળાની સ્થિરતા તેની સામગ્રી, પેકેજિંગ અને ડિઝાઇન પર આધારિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક ઇપોક્રી-કોટેડ એનટીસી થર્મિસ્ટર દર વર્ષે 0.2 ° સે બદલી શકે છે, જ્યારે સીલબંધ થર્મિસ્ટર દર વર્ષે 0.02 ° સે બદલાય છે.
થર્મિસ્ટર્સ વિવિધ ચોકસાઈમાં આવે છે. માનક થર્મિસ્ટર્સ સામાન્ય રીતે 0.5 ° સે થી 1.5 ° સે ચોકસાઈ ધરાવે છે. થર્મિસ્ટર રેઝિસ્ટન્સ રેટિંગ અને બીટા મૂલ્ય (25 ° સે થી 50 ° સે/85 ° સે) ની સહનશીલતા છે. નોંધ લો કે થર્મિસ્ટરનું બીટા મૂલ્ય ઉત્પાદક દ્વારા બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, વિવિધ ઉત્પાદકોના 10 કે એનટીસી થર્મિસ્ટર્સમાં વિવિધ બીટા મૂલ્યો હશે. વધુ સચોટ સિસ્ટમો માટે, ઓમેગા ™ 44xxx શ્રેણી જેવા થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. તેમની પાસે 0 ° સે થી 70 ° સે તાપમાનની રેન્જમાં 0.1 ° સે અથવા 0.2 ° સે ની ચોકસાઈ છે. તેથી, તાપમાનની શ્રેણી કે જે માપી શકાય છે અને તે તાપમાનની શ્રેણી પર જરૂરી ચોકસાઈ નક્કી કરે છે કે થર્મિસ્ટર્સ આ એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય છે કે નહીં. મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે ઓમેગા 44xxx શ્રેણીની ચોકસાઈ જેટલી .ંચી છે, તે કિંમત વધારે છે.
પ્રતિકારને ડિગ્રી સેલ્સિયસમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે, બીટા મૂલ્ય સામાન્ય રીતે વપરાય છે. બીટા મૂલ્ય દરેક તાપમાન બિંદુ પર બે તાપમાન બિંદુઓ અને અનુરૂપ પ્રતિકારને જાણીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
આરટી 1 = તાપમાન પ્રતિકાર 1 આરટી 2 = તાપમાન પ્રતિકાર 2 ટી 1 = તાપમાન 1 (કે) ટી 2 = તાપમાન 2 (કે)
વપરાશકર્તા પ્રોજેક્ટમાં ઉપયોગમાં લેવાતા તાપમાનની શ્રેણીની નજીકના બીટા મૂલ્યનો ઉપયોગ કરે છે. મોટાભાગના થર્મિસ્ટર ડેટાશીટ્સ 25 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર પ્રતિકાર સહનશીલતા અને બીટા મૂલ્ય માટે સહનશીલતાની સાથે બીટા મૂલ્યની સૂચિ આપે છે.
ઓમેગા 44xxx શ્રેણી જેવા ઉચ્ચ ચોકસાઇ થર્મિસ્ટર્સ અને ઉચ્ચ ચોકસાઇ સમાપ્તિ ઉકેલો રેઝિસ્ટને ડિગ્રી સેલ્સિયસમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે સ્ટેઇનહર્ટ-હાર્ટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરે છે. સમીકરણ 2 ને સેન્સર ઉત્પાદક દ્વારા ફરીથી પ્રદાન કરવામાં આવેલા ત્રણ સ્થિરતા એ, બી અને સીની જરૂર છે. કારણ કે સમીકરણ ગુણાંક ત્રણ તાપમાન પોઇન્ટનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પન્ન થાય છે, પરિણામી સમીકરણ રેખીયકરણ (સામાન્ય રીતે 0.02 ° સે) દ્વારા રજૂ કરવામાં આવેલી ભૂલને ઘટાડે છે.
એ, બી અને સી એ ત્રણ તાપમાનના નિર્ધારણમાંથી મેળવેલા સ્થિરતા છે. આર = ઓહ્મમાં થર્મિસ્ટર પ્રતિકાર ટી = કે ડિગ્રીમાં તાપમાન
ફિગ પર. 3 સેન્સરની વર્તમાન ઉત્તેજના બતાવે છે. ડ્રાઇવ વર્તમાન થર્મિસ્ટર પર લાગુ થાય છે અને તે જ પ્રવાહ ચોકસાઇ રેઝિસ્ટર પર લાગુ થાય છે; એક ચોકસાઇ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ માપનના સંદર્ભ તરીકે થાય છે. સંદર્ભ રેઝિસ્ટરનું મૂલ્ય થર્મિસ્ટર પ્રતિકારના ઉચ્ચતમ મૂલ્ય કરતા અથવા સમાન હોવું જોઈએ (સિસ્ટમમાં માપેલા સૌથી ઓછા તાપમાનના આધારે).
ઉત્તેજના વર્તમાનને પસંદ કરતી વખતે, થર્મિસ્ટરની મહત્તમ પ્રતિકાર ફરીથી ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે. આ સુનિશ્ચિત કરે છે કે સેન્સર અને સંદર્ભ રેઝિસ્ટરની તરફનો વોલ્ટેજ હંમેશાં ઇલેક્ટ્રોનિક્સને સ્વીકાર્ય સ્તરે હોય છે. ફીલ્ડ વર્તમાન સ્રોત માટે કેટલાક હેડરૂમ અથવા આઉટપુટ મેચિંગની જરૂર છે. જો થર્મિસ્ટરમાં સૌથી ઓછા માપી શકાય તેવા તાપમાને resistance ંચું પ્રતિકાર હોય, તો આ ખૂબ ઓછા ડ્રાઇવ વર્તમાનમાં પરિણમશે. તેથી, temperature ંચા તાપમાને થર્મિસ્ટરની આજુબાજુ ઉત્પન્ન થયેલ વોલ્ટેજ નાનું છે. આ નીચલા સ્તરના સંકેતોના માપને ize પ્ટિમાઇઝ કરવા માટે પ્રોગ્રામેબલ ગેઇન સ્ટેજનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. જો કે, લાભ ગતિશીલ રીતે પ્રોગ્રામ કરવો આવશ્યક છે કારણ કે થર્મિસ્ટરથી સિગ્નલ સ્તર તાપમાન સાથે મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે.
બીજો વિકલ્પ એ છે કે ગેઇન સેટ કરો પરંતુ ગતિશીલ ડ્રાઇવ વર્તમાનનો ઉપયોગ કરો. તેથી, જેમ જેમ થર્મિસ્ટરમાંથી સિગ્નલ સ્તર બદલાય છે, ડ્રાઇવ વર્તમાન મૂલ્ય ગતિશીલ રીતે બદલાય છે જેથી થર્મિસ્ટરમાં વિકસિત વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસની ઉલ્લેખિત ઇનપુટ શ્રેણીમાં હોય. વપરાશકર્તાએ ખાતરી કરવી આવશ્યક છે કે સંદર્ભ રેઝિસ્ટરમાં વિકસિત વોલ્ટેજ પણ ઇલેક્ટ્રોનિક્સને સ્વીકાર્ય સ્તરે છે. બંને વિકલ્પોને ઉચ્ચ સ્તરના નિયંત્રણની જરૂર હોય છે, થર્મિસ્ટરમાં વોલ્ટેજની સતત દેખરેખ, જેથી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સિગ્નલને માપી શકે. ત્યાં કોઈ સરળ વિકલ્પ છે? વોલ્ટેજ ઉત્તેજના ધ્યાનમાં લો.
જ્યારે ડીસી વોલ્ટેજ થર્મિસ્ટર પર લાગુ થાય છે, ત્યારે થર્મિસ્ટર દ્વારા થર્મિસ્ટર દ્વારા આપમેળે ભીંગડા થાય છે, કારણ કે થર્મિસ્ટરના પ્રતિકારમાં ફેરફાર થાય છે. હવે, સંદર્ભ રેઝિસ્ટરને બદલે ચોકસાઇ માપવાના રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને, તેનો હેતુ થર્મિસ્ટર દ્વારા વહેતા વર્તમાનની ગણતરી કરવાનો છે, આમ થર્મિસ્ટર પ્રતિકારની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે. ડ્રાઇવ વોલ્ટેજનો ઉપયોગ એડીસી સંદર્ભ સિગ્નલ તરીકે પણ થાય છે, તેથી કોઈ ગેઇન સ્ટેજ આવશ્યક નથી. પ્રોસેસર પાસે થર્મિસ્ટર વોલ્ટેજની દેખરેખ રાખવાનું કામ નથી, તે નક્કી કરે છે કે શું સિગ્નલ સ્તર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ દ્વારા માપી શકાય છે, અને ડ્રાઇવ ગેઇન/વર્તમાન મૂલ્યને કયા ગોઠવવાની જરૂર છે તેની ગણતરી કરે છે. આ લેખમાં વપરાયેલી આ પદ્ધતિ છે.
જો થર્મિસ્ટરમાં નાના પ્રતિકાર રેટિંગ અને પ્રતિકાર શ્રેણી હોય, તો વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાન ઉત્તેજનાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, ડ્રાઇવ વર્તમાન અને લાભને ઠીક કરી શકાય છે. આમ, સર્કિટ આકૃતિ in માં બતાવ્યા પ્રમાણે હશે. આ પદ્ધતિ અનુકૂળ છે કે સેન્સર અને સંદર્ભ રેઝિસ્ટર દ્વારા વર્તમાનને નિયંત્રિત કરવું શક્ય છે, જે ઓછી પાવર એપ્લિકેશનમાં મૂલ્યવાન છે. આ ઉપરાંત, થર્મિસ્ટરની સ્વ-ગરમી ઓછી કરવામાં આવે છે.
વોલ્ટેજ ઉત્તેજનાનો ઉપયોગ નીચા પ્રતિકાર રેટિંગ્સવાળા થર્મિસ્ટર્સ માટે પણ થઈ શકે છે. જો કે, વપરાશકર્તાએ હંમેશાં ખાતરી કરવી આવશ્યક છે કે સેન્સર દ્વારા વર્તમાન સેન્સર અથવા એપ્લિકેશન માટે ખૂબ વધારે નથી.
મોટા પ્રતિકાર રેટિંગ અને વિશાળ તાપમાન શ્રેણીવાળા થર્મિસ્ટરનો ઉપયોગ કરતી વખતે વોલ્ટેજ ઉત્તેજના અમલીકરણને સરળ બનાવે છે. મોટા નજીવા પ્રતિકાર રેટેડ વર્તમાનનું સ્વીકાર્ય સ્તર પ્રદાન કરે છે. જો કે, ડિઝાઇનરોએ ખાતરી કરવાની જરૂર છે કે વર્તમાન એપ્લિકેશન દ્વારા સપોર્ટેડ સમગ્ર તાપમાનની શ્રેણીમાં સ્વીકાર્ય સ્તરે છે.
સિગ્મા-ડેલ્ટા એડીસી થર્મિસ્ટર માપન સિસ્ટમની રચના કરતી વખતે ઘણા ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે. પ્રથમ, કારણ કે સિગ્મા-ડેલ્ટા એડીસી એનાલોગ ઇનપુટને ફરીથી ગોઠવે છે, બાહ્ય ફિલ્ટરિંગને ઓછામાં ઓછું રાખવામાં આવે છે અને એકમાત્ર આવશ્યકતા એક સરળ આરસી ફિલ્ટર છે. તેઓ ફિલ્ટર પ્રકાર અને આઉટપુટ બાઉડ રેટમાં રાહત પ્રદાન કરે છે. બિલ્ટ-ઇન ડિજિટલ ફિલ્ટરિંગનો ઉપયોગ મુખ્ય સંચાલિત ઉપકરણોમાં કોઈપણ દખલને દબાવવા માટે થઈ શકે છે. AD7124-4/AD7124-8 જેવા 24-બીટ ડિવાઇસીસમાં 21.7 બિટ્સનો સંપૂર્ણ રીઝોલ્યુશન છે, તેથી તેઓ ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે.
સિગ્મા-ડેલ્ટા એડીસીનો ઉપયોગ સ્પષ્ટીકરણ, સિસ્ટમ કિંમત, બોર્ડની જગ્યા અને બજારમાં સમય ઘટાડતી વખતે થર્મિસ્ટર ડિઝાઇનને ખૂબ સરળ બનાવે છે.
આ લેખ એડીસી તરીકે AD7124-4/AD7124-8 નો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે તેઓ ઓછા અવાજ, ઓછા વર્તમાન, બિલ્ટ-ઇન પીજીએ સાથેની ચોકસાઇ એડીસી, બિલ્ટ-ઇન સંદર્ભ, એનાલોગ ઇનપુટ અને સંદર્ભ બફર છે.
તમે ડ્રાઇવ કરંટ અથવા ડ્રાઇવ વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો તે ધ્યાનમાં લીધા વિના, એક રેશિયોમેટ્રિક ગોઠવણીની ભલામણ કરવામાં આવે છે જેમાં સંદર્ભ વોલ્ટેજ અને સેન્સર વોલ્ટેજ સમાન ડ્રાઇવ સ્રોતમાંથી આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે ઉત્તેજના સ્ત્રોતમાં કોઈપણ ફેરફાર માપનની ચોકસાઈને અસર કરશે નહીં.
ફિગ પર. 5 થર્મિસ્ટર અને ચોકસાઇ રેઝિસ્ટર આરઆરઇએફ માટે સતત ડ્રાઇવ વર્તમાન બતાવે છે, આરઆરઇએફમાં વિકસિત વોલ્ટેજ એ થર્મિસ્ટરને માપવા માટેનો સંદર્ભ વોલ્ટેજ છે.
ફીલ્ડ વર્તમાનને સચોટ હોવાની જરૂર નથી અને તે ઓછા સ્થિર હોઈ શકે છે કારણ કે આ ગોઠવણીમાં ક્ષેત્રની કોઈપણ ભૂલોને દૂર કરવામાં આવશે. સામાન્ય રીતે, જ્યારે સેન્સર દૂરસ્થ સ્થળોએ સ્થિત હોય ત્યારે શ્રેષ્ઠ સંવેદનશીલતા નિયંત્રણ અને વધુ સારી અવાજની પ્રતિરક્ષાને કારણે વર્તમાન ઉત્તેજનાને વોલ્ટેજ ઉત્તેજના કરતાં વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે. આ પ્રકારની પૂર્વગ્રહ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે ઓછી પ્રતિકાર મૂલ્યોવાળા આરટીડી અથવા થર્મિસ્ટર્સ માટે વપરાય છે. જો કે, resistance ંચા પ્રતિકાર મૂલ્ય અને ઉચ્ચ સંવેદનશીલતાવાળા થર્મિસ્ટર માટે, દરેક તાપમાનમાં ફેરફાર દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ સિગ્નલ સ્તર વધુ હશે, તેથી વોલ્ટેજ ઉત્તેજનાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 10 કે Ω થર્મિસ્ટરમાં 25 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર 10 કે.એ.નો પ્રતિકાર છે. -50 ° સે પર, એનટીસી થર્મિસ્ટરનો પ્રતિકાર 441.117 કે. AD7124-4/AD7124-8 દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ 50 µA ની લઘુત્તમ ડ્રાઇવ વર્તમાન 441.117 કે x × 50 µA = 22 વી ઉત્પન્ન કરે છે, જે આ એપ્લિકેશન ક્ષેત્રમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી મોટાભાગની ઉપલબ્ધ એડીસીની operating પરેટિંગ શ્રેણીની બહાર છે. થર્મિસ્ટર્સ પણ સામાન્ય રીતે જોડાયેલા હોય છે અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક્સની નજીક સ્થિત હોય છે, તેથી ચલાવવા માટે પ્રતિરક્ષા જરૂરી નથી.
વોલ્ટેજ ડિવાઇડર સર્કિટ તરીકે શ્રેણીમાં સેન્સ રેઝિસ્ટરને ઉમેરવું એ થર્મિસ્ટર દ્વારા વર્તમાનને તેના લઘુત્તમ પ્રતિકાર મૂલ્ય સુધી મર્યાદિત કરશે. આ રૂપરેખાંકનમાં, સેન્સ રેઝિસ્ટર આરએસન્સનું મૂલ્ય 25 ડિગ્રી સેલ્સિયસના સંદર્ભ તાપમાનમાં થર્મિસ્ટર પ્રતિકારની કિંમત જેટલું હોવું જોઈએ, જેથી આઉટપુટ વોલ્ટેજ તેના નામના વોલ્ટેજના મધ્યમ બિંદુની સમાન હશે, તેના સમાન 25 ° સીસીના તેના નજીવા તાપમાને, જો 10 કે.એ.ના પ્રતિકાર સાથેનો 10 કે.પી. જેમ જેમ તાપમાન બદલાય છે, એનટીસી થર્મિસ્ટરનો પ્રતિકાર પણ બદલાય છે, અને થર્મિસ્ટરમાં ડ્રાઇવ વોલ્ટેજનો ગુણોત્તર પણ બદલાય છે, પરિણામે આઉટપુટ વોલ્ટેજ એનટીસી થર્મિસ્ટરના પ્રતિકારના પ્રમાણસર છે.
જો થર્મિસ્ટર અને/અથવા આરએસએનએસને પાવર કરવા માટે વપરાયેલ પસંદ કરેલ વોલ્ટેજ સંદર્ભ એ એડીસી સંદર્ભ વોલ્ટેજને માપવા માટે વપરાય છે, તો સિસ્ટમ રેશિયોમેટ્રિક માપન (આકૃતિ 7) પર સેટ કરેલી છે જેથી કોઈપણ ઉત્તેજના સંબંધિત ભૂલ વોલ્ટેજ સ્રોત દૂર કરવા માટે પક્ષપાતી રહેશે.
નોંધ લો કે ક્યાં તો સેન્સ રેઝિસ્ટર (વોલ્ટેજ સંચાલિત) અથવા સંદર્ભ રેઝિસ્ટર (વર્તમાન સંચાલિત) ની ઓછી પ્રારંભિક સહિષ્ણુતા અને ઓછી ડ્રિફ્ટ હોવી જોઈએ, કારણ કે બંને ચલો સમગ્ર સિસ્ટમની ચોકસાઈને અસર કરી શકે છે.
બહુવિધ થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ કરતી વખતે, એક ઉત્તેજના વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. જો કે, દરેક થર્મિસ્ટરમાં તેનું પોતાનું ચોકસાઇ અર્થ રેઝિસ્ટર હોવું આવશ્યક છે, જેમ કે ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. . આ રૂપરેખાંકન સાથે, દરેક થર્મિસ્ટરને માપવામાં આવે ત્યારે કેટલાક પતાવટ સમયની જરૂર હોય છે.
સારાંશમાં, જ્યારે થર્મિસ્ટર-આધારિત તાપમાન માપન સિસ્ટમની રચના કરવામાં આવે છે, ત્યાં ઘણા પ્રશ્નો ધ્યાનમાં લેવા છે: સેન્સર પસંદગી, સેન્સર વાયરિંગ, ઘટક પસંદગી ટ્રેડ- s ફ્સ, એડીસી ગોઠવણી, અને આ વિવિધ ચલો સિસ્ટમની એકંદર ચોકસાઈને કેવી અસર કરે છે. આ શ્રેણીનો આગળનો લેખ તમારા લક્ષ્ય પ્રદર્શનને પ્રાપ્ત કરવા માટે તમારી સિસ્ટમ ડિઝાઇન અને એકંદર સિસ્ટમ ભૂલ બજેટને કેવી રીતે optim પ્ટિમાઇઝ કરવું તે સમજાવે છે.