ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್-ಆಧಾರಿತ ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವುದು: ಒಂದು ಸವಾಲು

ಇದು ಎರಡು ಭಾಗಗಳ ಸರಣಿಯ ಮೊದಲ ಲೇಖನ. ಈ ಲೇಖನವು ಮೊದಲು ಇತಿಹಾಸ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತದೆಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಆಧಾರಿತ ತಾಪಮಾನಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ಹಾಗೆಯೇ ಪ್ರತಿರೋಧ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್ (RTD) ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಅವುಗಳ ಹೋಲಿಕೆ. ಇದು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಆಯ್ಕೆ, ಸಂರಚನಾ ಟ್ರೇಡ್-ಆಫ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಈ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ಮಾ-ಡೆಲ್ಟಾ ಅನಲಾಗ್-ಟು-ಡಿಜಿಟಲ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳ (ADCs) ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಹ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡನೇ ಲೇಖನವು ಅಂತಿಮ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್-ಆಧಾರಿತ ಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡುವುದು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಹಿಂದಿನ ಲೇಖನ ಸರಣಿಯಾದ "RTD ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮಗೊಳಿಸುವುದು" ನಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ, RTD ಒಂದು ಪ್ರತಿರೋಧಕವಾಗಿದ್ದು, ಅದರ ಪ್ರತಿರೋಧವು ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು RTD ಗಳಂತೆಯೇ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಕೇವಲ ಧನಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ RTD ಗಳಂತಲ್ಲದೆ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಧನಾತ್ಮಕ ಅಥವಾ ಋಣಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದು. ಋಣಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕ (NTC) ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಅವುಗಳ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಧನಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕ (PTC) ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಅವುಗಳ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ. ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ NTC ಮತ್ತು PTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು RTD ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸುತ್ತದೆ.
ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, RTD ವಕ್ರರೇಖೆಯು ಬಹುತೇಕ ರೇಖೀಯವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ (ಘಾತೀಯ) ಸ್ವಭಾವದಿಂದಾಗಿ ಸಂವೇದಕವು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ -200°C ನಿಂದ +850°C) ಹೆಚ್ಚು ವಿಶಾಲವಾದ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. RTD ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಪ್ರಮಾಣೀಕೃತ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳಲ್ಲಿ ಒದಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ವಕ್ರರೇಖೆಗಳು ತಯಾರಕರಿಂದ ತಯಾರಕರಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಲೇಖನದ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಆಯ್ಕೆ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ನಾವು ಇದನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ಚರ್ಚಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೆರಾಮಿಕ್‌ಗಳು, ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಅರೆವಾಹಕಗಳು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು) ಮತ್ತು ಶುದ್ಧ ಲೋಹಗಳು (ಪ್ಲಾಟಿನಂ, ನಿಕಲ್ ಅಥವಾ ತಾಮ್ರ). ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಆರ್‌ಟಿಡಿಗಳಿಗಿಂತ ವೇಗವಾಗಿ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಬಹುದು, ವೇಗವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ, ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ, ವೇಗವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವೇದನೆ ಮತ್ತು ಸೀಮಿತ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂವೇದಕಗಳಿಂದ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಮನೆ ಮತ್ತು ಕಟ್ಟಡ ನಿಯಂತ್ರಣ, ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳು ಅಥವಾ ವಾಣಿಜ್ಯ ಅಥವಾ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಥರ್ಮೋಕಪಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಕೋಲ್ಡ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಪರಿಹಾರ. ಉದ್ದೇಶಗಳು. ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು.
ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, NTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾದ ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, PTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಲ್ಲ. ಕೆಲವು PTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಓವರ್‌ಕರೆಂಟ್ ಪ್ರೊಟೆಕ್ಷನ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಸುರಕ್ಷತಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಮರುಹೊಂದಿಸಬಹುದಾದ ಫ್ಯೂಸ್‌ಗಳಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. PTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರತಿರೋಧ-ತಾಪಮಾನದ ವಕ್ರರೇಖೆಯು ಸ್ವಿಚ್ ಪಾಯಿಂಟ್ (ಅಥವಾ ಕ್ಯೂರಿ ಪಾಯಿಂಟ್) ತಲುಪುವ ಮೊದಲು ಬಹಳ ಚಿಕ್ಕ NTC ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅದರ ಮೇಲೆ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಹಲವಾರು ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಆದೇಶಗಳಿಂದ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಏರುತ್ತದೆ. ಓವರ್‌ಕರೆಂಟ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಮೀರಿದಾಗ PTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಬಲವಾದ ಸ್ವಯಂ-ತಾಪನವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಪ್ರತಿರೋಧವು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಏರುತ್ತದೆ, ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹಾನಿಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. PTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 60°C ಮತ್ತು 120°C ನಡುವೆ ಇರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಈ ಲೇಖನವು NTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ -80°C ನಿಂದ +150°C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು ಅಥವಾ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬಹುದು. NTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು 25°C ನಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಓಮ್‌ಗಳಿಂದ 10 MΩ ವರೆಗಿನ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೇಟಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗೂ ಪ್ರತಿರೋಧದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಪ್ರತಿರೋಧ ಥರ್ಮಾಮೀಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವೇದನೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮೌಲ್ಯವು ಅದರ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ರಿಯನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೀಸದ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು 3-ತಂತಿ ಅಥವಾ 4-ತಂತಿಯಂತಹ ಯಾವುದೇ ವಿಶೇಷ ವೈರಿಂಗ್ ಸಂರಚನೆಯ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ಸರಳವಾದ 2-ತಂತಿ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸುತ್ತದೆ.
ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಆಧಾರಿತ ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನಕ್ಕೆ ನಿಖರವಾದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆ, ಅನಲಾಗ್-ಟು-ಡಿಜಿಟಲ್ ಪರಿವರ್ತನೆ, ರೇಖೀಯೀಕರಣ ಮತ್ತು ಪರಿಹಾರದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
ಸಿಗ್ನಲ್ ಸರಪಳಿ ಸರಳವಾಗಿ ಕಂಡುಬಂದರೂ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಮದರ್‌ಬೋರ್ಡ್‌ನ ಗಾತ್ರ, ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಹಲವಾರು ಸಂಕೀರ್ಣತೆಗಳಿವೆ. ADI ಯ ನಿಖರತೆಯ ADC ಪೋರ್ಟ್‌ಫೋಲಿಯೊವು AD7124-4/AD7124-8 ನಂತಹ ಹಲವಾರು ಸಂಯೋಜಿತ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಇದು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಲ್ಡಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳು ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಉಷ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಹಲವಾರು ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಆಧಾರಿತ ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಸವಾಲುಗಳಿವೆ.
ಈ ಲೇಖನವು ಈ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಮತ್ತು ಅಂತಹ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸರಳಗೊಳಿಸಲು ಶಿಫಾರಸುಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ವಿವಿಧ ರೀತಿಯNTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳುಇಂದು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ನಿಮ್ಮ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗೆ ಸರಿಯಾದ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾದ ಕೆಲಸವಾಗಿದೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ನಾಮಮಾತ್ರ ಮೌಲ್ಯದಿಂದ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ, ಅದು 25°C ನಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ನಾಮಮಾತ್ರ ಪ್ರತಿರೋಧವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, 10 kΩ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ 25°C ನಲ್ಲಿ 10 kΩ ನ ನಾಮಮಾತ್ರ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಕೆಲವು ಓಮ್‌ಗಳಿಂದ 10 MΩ ವರೆಗಿನ ನಾಮಮಾತ್ರ ಅಥವಾ ಮೂಲ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೇಟಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು (10 kΩ ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ನಾಮಮಾತ್ರ ಪ್ರತಿರೋಧ) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ -50°C ನಿಂದ +70°C ನಂತಹ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಶ್ರೇಣಿಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೇಟಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು 300°C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲವು.
ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಅಂಶವು ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಬಾಲ್, ರೇಡಿಯಲ್ ಮತ್ತು SMD ಆಕಾರಗಳಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ರಕ್ಷಣೆಗಾಗಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಮಣಿಗಳು ಎಪಾಕ್ಸಿ ಲೇಪಿತ ಅಥವಾ ಗಾಜಿನಿಂದ ಸುತ್ತುವರಿಯಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಎಪಾಕ್ಸಿ ಲೇಪಿತ ಬಾಲ್ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು, ರೇಡಿಯಲ್ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು 150°C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ. ಗಾಜಿನ ಮಣಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ. ಎಲ್ಲಾ ರೀತಿಯ ಲೇಪನಗಳು/ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ಸಹ ಸವೆತದಿಂದ ರಕ್ಷಿಸುತ್ತವೆ. ಕೆಲವು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಕಠಿಣ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ರಕ್ಷಣೆಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವಸತಿಗಳನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಬೀಡ್ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ರೇಡಿಯಲ್/SMD ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ವೇಗವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅವು ಅಷ್ಟು ಬಾಳಿಕೆ ಬರುವಂತಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬಳಸಿದ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಪ್ರಕಾರವು ಅಂತಿಮ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಮತ್ತು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಇರುವ ಪರಿಸರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಅದರ ವಸ್ತು, ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಪಾಕ್ಸಿ-ಲೇಪಿತ NTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ವರ್ಷಕ್ಕೆ 0.2°C ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಸೀಲ್ ಮಾಡಿದ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ವರ್ಷಕ್ಕೆ 0.02°C ಮಾತ್ರ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ.
ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ನಿಖರತೆಯಲ್ಲಿ ಬರುತ್ತವೆ. ಪ್ರಮಾಣಿತ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.5°C ನಿಂದ 1.5°C ವರೆಗಿನ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೇಟಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಬೀಟಾ ಮೌಲ್ಯ (25°C ನಿಂದ 50°C/85°C ಅನುಪಾತ) ಸಹಿಷ್ಣುತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಬೀಟಾ ಮೌಲ್ಯವು ತಯಾರಕರಿಂದ ತಯಾರಕರಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ವಿಭಿನ್ನ ತಯಾರಕರಿಂದ 10 kΩ NTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಬೀಟಾ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗಾಗಿ, ಒಮೆಗಾ™ 44xxx ಸರಣಿಯಂತಹ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಅವು 0°C ನಿಂದ 70°C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ 0.1°C ಅಥವಾ 0.2°C ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಳೆಯಬಹುದಾದ ತಾಪಮಾನಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿ ಮತ್ತು ಆ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ನಿಖರತೆಯು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಈ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗೆ ಸೂಕ್ತವೇ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಒಮೆಗಾ 44xxx ಸರಣಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆ, ವೆಚ್ಚವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ದಯವಿಟ್ಟು ಗಮನಿಸಿ.
ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು, ಬೀಟಾ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೀಟಾ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಎರಡು ತಾಪಮಾನ ಬಿಂದುಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ತಾಪಮಾನ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಅನುಗುಣವಾದ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
RT1 = ತಾಪಮಾನ ಪ್ರತಿರೋಧ 1 RT2 = ತಾಪಮಾನ ಪ್ರತಿರೋಧ 2 T1 = ತಾಪಮಾನ 1 (K) T2 = ತಾಪಮಾನ 2 (K)
ಬಳಕೆದಾರರು ಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ತಾಪಮಾನ ಶ್ರೇಣಿಗೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಬೀಟಾ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಡೇಟಾಶೀಟ್‌ಗಳು ಬೀಟಾ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು 25°C ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರೋಧ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ ಮತ್ತು ಬೀಟಾ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಯೊಂದಿಗೆ ಪಟ್ಟಿಮಾಡುತ್ತವೆ.
ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಒಮೆಗಾ 44xxx ಸರಣಿಯಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯ ಮುಕ್ತಾಯ ಪರಿಹಾರಗಳು ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಸ್ಟೈನ್‌ಹಾರ್ಟ್-ಹಾರ್ಟ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಸಮೀಕರಣ 2 ಕ್ಕೆ ಸಂವೇದಕ ತಯಾರಕರು ಒದಗಿಸಿದ ಮೂರು ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳಾದ A, B ಮತ್ತು C ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಸಮೀಕರಣ ಗುಣಾಂಕಗಳನ್ನು ಮೂರು ತಾಪಮಾನ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಫಲಿತಾಂಶದ ಸಮೀಕರಣವು ರೇಖೀಯೀಕರಣದಿಂದ ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ದೋಷವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.02 °C).
A, B ಮತ್ತು C ಗಳು ಮೂರು ತಾಪಮಾನ ಸೆಟ್‌ಬಿಂದುಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳಾಗಿವೆ. R = ಓಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಪ್ರತಿರೋಧ T = K ಡಿಗ್ರಿಗಳಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ
ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ಸೆನ್ಸರ್‌ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಡ್ರೈವ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದೇ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ನಿಖರತೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧಕಕ್ಕೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಮಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಉಲ್ಲೇಖವಾಗಿ ನಿಖರತೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧಕವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಲ್ಲೇಖ ಪ್ರತಿರೋಧಕದ ಮೌಲ್ಯವು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಅತ್ಯುನ್ನತ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕು ಅಥವಾ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು (ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾದ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ).
ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವಾಗ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಮತ್ತೊಮ್ಮೆ ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಇದು ಸಂವೇದಕ ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ನಿರೋಧಕದಾದ್ಯಂತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಯಾವಾಗಲೂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಸ್ವೀಕಾರಾರ್ಹ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುವುದನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ಷೇತ್ರ ಪ್ರವಾಹದ ಮೂಲಕ್ಕೆ ಕೆಲವು ಹೆಡ್‌ರೂಮ್ ಅಥವಾ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಕಡಿಮೆ ಅಳೆಯಬಹುದಾದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಇದು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಡ್ರೈವ್ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನಾದ್ಯಂತ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಈ ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟದ ಸಂಕೇತಗಳ ಮಾಪನವನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ಪ್ರೋಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಗಳಿಕೆ ಹಂತಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಮಟ್ಟವು ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಬಹಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಲಾಭವನ್ನು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮ್ ಮಾಡಬೇಕು.
ಮತ್ತೊಂದು ಆಯ್ಕೆಯೆಂದರೆ ಗೇನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿಸುವುದು ಆದರೆ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಡ್ರೈವ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಮಟ್ಟ ಬದಲಾದಂತೆ, ಡ್ರೈವ್ ಕರೆಂಟ್ ಮೌಲ್ಯವು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಇದರಿಂದ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನಾದ್ಯಂತ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಇನ್‌ಪುಟ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಬಳಕೆದಾರರು ಉಲ್ಲೇಖ ರೆಸಿಸ್ಟರ್‌ನಾದ್ಯಂತ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಸ್ವೀಕಾರಾರ್ಹ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಎರಡೂ ಆಯ್ಕೆಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನಾದ್ಯಂತ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ನಿರಂತರ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಇದರಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು. ಸುಲಭವಾದ ಆಯ್ಕೆ ಇದೆಯೇ? ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ.
ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗೆ DC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಬದಲಾದಂತೆ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ಮಾಪಕವಾಗುತ್ತದೆ. ಈಗ, ಉಲ್ಲೇಖ ಪ್ರತಿರೋಧಕದ ಬದಲಿಗೆ ನಿಖರ ಅಳತೆ ಪ್ರತಿರೋಧಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವುದು ಇದರ ಉದ್ದೇಶವಾಗಿದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಡ್ರೈವ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ADC ಉಲ್ಲೇಖ ಸಂಕೇತವಾಗಿಯೂ ಬಳಸುವುದರಿಂದ, ಯಾವುದೇ ಲಾಭದ ಹಂತದ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಿಂದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದೇ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಮತ್ತು ಯಾವ ಡ್ರೈವ್ ಲಾಭ/ಪ್ರಸ್ತುತ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಬೇಕೆಂದು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪ್ರೊಸೆಸರ್ ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ವಿಧಾನ ಇದು.
ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಸಣ್ಣ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೇಟಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರೋಧ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಥವಾ ಕರೆಂಟ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಡ್ರೈವ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಗೇನ್ ಅನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸಬಹುದು. ಹೀಗಾಗಿ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಸಂವೇದಕ ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಮೌಲ್ಯಯುತವಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಸ್ವಯಂ-ತಾಪನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೇಟಿಂಗ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೂ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಂವೇದಕ ಅಥವಾ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗೆ ಸಂವೇದಕದ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿಲ್ಲ ಎಂದು ಬಳಕೆದಾರರು ಯಾವಾಗಲೂ ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು.
ದೊಡ್ಡ ಪ್ರತಿರೋಧ ರೇಟಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಬಳಸುವಾಗ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯು ಅನುಷ್ಠಾನವನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ ನಾಮಮಾತ್ರ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಸ್ವೀಕಾರಾರ್ಹ ಮಟ್ಟದ ರೇಟ್ ಮಾಡಲಾದ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಿನ್ಯಾಸಕರು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ನಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ ಸಂಪೂರ್ಣ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರವಾಹವು ಸ್ವೀಕಾರಾರ್ಹ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು.
ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಾಗ ಸಿಗ್ಮಾ-ಡೆಲ್ಟಾ ADC ಗಳು ಹಲವಾರು ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಸಿಗ್ಮಾ-ಡೆಲ್ಟಾ ADC ಅನಲಾಗ್ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಮರುಮಾದರಿ ಮಾಡುವುದರಿಂದ, ಬಾಹ್ಯ ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಕನಿಷ್ಠಕ್ಕೆ ಇಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಏಕೈಕ ಅವಶ್ಯಕತೆ ಸರಳ RC ಫಿಲ್ಟರ್ ಆಗಿದೆ. ಅವು ಫಿಲ್ಟರ್ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಬೌಡ್ ದರದಲ್ಲಿ ನಮ್ಯತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಮುಖ್ಯ ಚಾಲಿತ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪವನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಲು ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಡಿಜಿಟಲ್ ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. AD7124-4/AD7124-8 ನಂತಹ 24-ಬಿಟ್ ಸಾಧನಗಳು 21.7 ಬಿಟ್‌ಗಳವರೆಗೆ ಪೂರ್ಣ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.
ಸಿಗ್ಮಾ-ಡೆಲ್ಟಾ ADC ಯ ಬಳಕೆಯು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಬಹಳ ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವೆಚ್ಚ, ಬೋರ್ಡ್ ಸ್ಥಳ ಮತ್ತು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಈ ಲೇಖನವು AD7124-4/AD7124-8 ಅನ್ನು ADC ಆಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ, ಕಡಿಮೆ ಕರೆಂಟ್, ನಿಖರವಾದ ADC ಗಳು ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ PGA, ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಉಲ್ಲೇಖ, ಅನಲಾಗ್ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಉಲ್ಲೇಖ ಬಫರ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.
ನೀವು ಡ್ರೈವ್ ಕರೆಂಟ್ ಅಥವಾ ಡ್ರೈವ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದರೂ, ಉಲ್ಲೇಖ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಸಂವೇದಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಒಂದೇ ಡ್ರೈವ್ ಮೂಲದಿಂದ ಬರುವ ರೇಷಿಯೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಮೂಲದಲ್ಲಿನ ಯಾವುದೇ ಬದಲಾವಣೆಯು ಮಾಪನದ ನಿಖರತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ.
ಚಿತ್ರ 5 ರಲ್ಲಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು ನಿಖರತೆ ಪ್ರತಿರೋಧಕ RREF ಗಾಗಿ ಸ್ಥಿರ ಡ್ರೈವ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, RREF ನಾದ್ಯಂತ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಉಲ್ಲೇಖ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಗಿದೆ.
ಕ್ಷೇತ್ರ ಪ್ರವಾಹವು ನಿಖರವಾಗಿರಬೇಕಾಗಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಈ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ಷೇತ್ರ ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿನ ಯಾವುದೇ ದೋಷಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುವುದರಿಂದ ಅದು ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಸಂವೇದಕವು ದೂರದ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಾಗ ಉತ್ತಮ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಶಬ್ದ ನಿರೋಧಕ ಶಕ್ತಿಯಿಂದಾಗಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರಚೋದನೆಗಿಂತ ಕರೆಂಟ್ ಪ್ರಚೋದನೆಗೆ ಆದ್ಯತೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಪಕ್ಷಪಾತ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ RTD ಗಳು ಅಥವಾ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮೌಲ್ಯ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗೆ, ಪ್ರತಿ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಸಿಗ್ನಲ್ ಮಟ್ಟವು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 10 kΩ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ 25°C ನಲ್ಲಿ 10 kΩ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. -50°C ನಲ್ಲಿ, NTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರತಿರೋಧವು 441.117 kΩ ಆಗಿದೆ. AD7124-4/AD7124-8 ನಿಂದ ಒದಗಿಸಲಾದ ಕನಿಷ್ಠ 50 µA ಡ್ರೈವ್ ಕರೆಂಟ್ 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಈ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಭ್ಯವಿರುವ ADC ಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಿಂದ ಹೊರಗಿದೆ. ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಬಳಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಡ್ರೈವ್ ಕರೆಂಟ್‌ಗೆ ಪ್ರತಿರಕ್ಷೆಯ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ.
ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವಿಭಾಜಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗಿ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸೆನ್ಸ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅದರ ಕನಿಷ್ಠ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿ, ಸೆನ್ಸ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ RSENSE ನ ಮೌಲ್ಯವು 25°C ಉಲ್ಲೇಖ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರಬೇಕು, ಆದ್ದರಿಂದ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅದರ ನಾಮಮಾತ್ರ ತಾಪಮಾನ 25°CC ನಲ್ಲಿ ಉಲ್ಲೇಖ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಮಧ್ಯಬಿಂದುವಿಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದೇ ರೀತಿ, 25°C ನಲ್ಲಿ 10 kΩ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ 10 kΩ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರೆ, RSENSE 10 kΩ ಆಗಿರಬೇಕು. ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾದಂತೆ, NTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರತಿರೋಧವೂ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನಾದ್ಯಂತ ಡ್ರೈವ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಅನುಪಾತವೂ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ NTC ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.
ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ RSENSE ಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬಲು ಬಳಸುವ ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಉಲ್ಲೇಖವು ಮಾಪನಕ್ಕೆ ಬಳಸುವ ADC ಉಲ್ಲೇಖ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೇಷಿಯೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ಮಾಪನಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ (ಚಿತ್ರ 7) ಇದರಿಂದ ಯಾವುದೇ ಪ್ರಚೋದನೆ-ಸಂಬಂಧಿತ ದೋಷ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೂಲವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಪಕ್ಷಪಾತ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸೆನ್ಸ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ (ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಚಾಲಿತ) ಅಥವಾ ರೆಫರೆನ್ಸ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ (ಕರೆಂಟ್ ಚಾಲಿತ) ಕಡಿಮೆ ಆರಂಭಿಕ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಡ್ರಿಫ್ಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ, ಏಕೆಂದರೆ ಎರಡೂ ಅಸ್ಥಿರಗಳು ಇಡೀ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ನಿಖರತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು.
ಬಹು ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ, ಒಂದು ಪ್ರಚೋದನೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರತಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ತನ್ನದೇ ಆದ ನಿಖರತೆ ಸೆನ್ಸ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು, ಚಿತ್ರ 8 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. ಇನ್ನೊಂದು ಆಯ್ಕೆಯೆಂದರೆ ಆನ್ ಸ್ಟೇಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಾಹ್ಯ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ-ಪ್ರತಿರೋಧ ಸ್ವಿಚ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು, ಇದು ಒಂದು ನಿಖರತೆ ಸೆನ್ಸ್ ರೆಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರತಿ ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್‌ಗೆ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದಾಗ ಸ್ವಲ್ಪ ಇತ್ಯರ್ಥ ಸಮಯ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.
ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಥರ್ಮಿಸ್ಟರ್ ಆಧಾರಿತ ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವಾಗ, ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಹಲವು ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿವೆ: ಸಂವೇದಕ ಆಯ್ಕೆ, ಸಂವೇದಕ ವೈರಿಂಗ್, ಘಟಕ ಆಯ್ಕೆಯ ಟ್ರೇಡ್-ಆಫ್‌ಗಳು, ADC ಸಂರಚನೆ ಮತ್ತು ಈ ವಿವಿಧ ಅಸ್ಥಿರಗಳು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟಾರೆ ನಿಖರತೆಯ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಈ ಸರಣಿಯ ಮುಂದಿನ ಲೇಖನವು ನಿಮ್ಮ ಗುರಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ನಿಮ್ಮ ಸಿಸ್ಟಮ್ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟಾರೆ ಸಿಸ್ಟಮ್ ದೋಷ ಬಜೆಟ್ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವುದು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.