چگونه می توان از یک ترمیستور در مدار جبران دما استفاده کرد؟

به عنوان یک تأمین کننده ترمیستور ، من اغلب در مورد کاربرد عملی ترمیستورها در مدارهای جبران دما سؤال می شود. جبران دما در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی بسیار مهم است ، زیرا به حفظ ثبات و صحت عملکرد سیستم در شرایط مختلف دما کمک می کند. در این پست وبلاگ ، من برخی از بینش ها را در مورد نحوه استفاده مؤثر از ترمیستور در مدار جبران دما به اشتراک می گذارم.

درک ترمیستورها

قبل از ورود به مدارهای جبران دما ، درک این نکته ضروری است که ترمیستورها چیست. ترمیستور نوعی مقاومت است که مقاومت آن با دما تغییر می کند. دو نوع اصلی ترمیستور وجود دارد: ضریب دمای منفی (NTC) و ضریب دمای مثبت (PTC). ترمیستورهای NTC با افزایش درجه حرارت کاهش مقاومت دارند ، در حالی که ترمیستورهای PTC با افزایش درجه حرارت افزایش مقاومت را نشان می دهند. در مدارهای جبران دما ، ترمیستورهای NTC به دلیل حساسیت زیاد و پاسخ نسبتاً خطی در محدوده دمای گسترده ، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

اصل جبران دما

اصل اساسی جبران دما ، خنثی کردن اثرات دما بر سایر اجزای موجود در یک مدار است. به عنوان مثال ، در یک مدار مرجع ولتاژ ، ولتاژ خروجی ممکن است با دما به دلیل ضریب دمای مقاومتها یا سایر اجزای فعال متفاوت باشد. با افزودن یک ترمیستور به مدار ، می توانیم مقاومت کلی را به گونه ای تنظیم کنیم که تغییرات ناشی از دما در سایر اجزای دیگر را جبران کند و از این طریق یک خروجی پایدار را حفظ کنیم.

طراحی مدار جبران دما با ترمیستور

در اینجا مراحل کلی برای طراحی مدار جبران دما با استفاده از ترمیستور NTC آورده شده است:

مرحله 1: مؤلفه ای را که جبران می شود شناسایی کنید

ابتدا باید تعیین کنید که کدام مؤلفه در مدار بیشتر تحت تأثیر دما قرار دارد. این می تواند یک مقاومت ، خازن یا دستگاه فعال مانند OP-AMP باشد. ضریب دمای این مؤلفه را اندازه گیری کنید تا درک کنید که چگونه عملکرد آن با دما تغییر می کند.

مرحله 2: ترمیستور مناسب را انتخاب کنید

بر اساس دامنه دما و الزامات جبران خسارت مدار ، یک ترمیستور NTC را با خصوصیات مناسب انتخاب کنید. عواملی مانند مقدار مقاومت را در دمای خاص (به عنوان مثال ، 25 درجه سانتیگراد) ، مقدار B (که رابطه مقاومت به دما را توصیف می کند) و تحمل در نظر بگیرید. به عنوان مثال ، اگر شما در حال طراحی یک سیستم هشدار آتش سوزی هستید ، ممکن است استفاده از a را در نظر بگیریدترمیستور هشدار آتش نشانی 100Kیاسنسور ترمیستور زنگ خطر آتش سوزی، که به طور خاص برای برنامه های درجه حرارت بالا با زمان پاسخ سریع طراحی شده اند.

مرحله 3: پیکربندی مدار را تعیین کنید

روش های مختلفی برای ترکیب یک ترمیستور در یک مدار جبران دما وجود دارد. یک روش متداول استفاده از ترمیستور در پیکربندی تقسیم کننده ولتاژ است. در یک تقسیم ولتاژ ، ترمیستور به صورت سری با یک مقاومت ثابت متصل می شود و ولتاژ خروجی در میان ترمیستور یا مقاومت ثابت گرفته می شود. با تغییر دما ، مقاومت ترمیستور تغییر می کند ، که به نوبه خود ولتاژ خروجی تقسیم ولتاژ را تغییر می دهد. این ولتاژ خروجی می تواند برای تنظیم تعصب یا افزایش مؤلفه جبران شود.

در اینجا یک مثال ساده از یک مدار تقسیم کننده ولتاژ با ترمیستور NTC آورده شده است:

+VCC | R1 | +--- vout | ترمیستور (NTC) | GND

در این مدار ، R1 یک مقاومت ثابت است و ترمیستور به صورت سری با آن متصل می شود. VOUT ولتاژ خروجی را می توان با استفاده از فرمول تقسیم ولتاژ محاسبه کرد:

[v_ {out} = v_ {cc} \ times \ frac {r_ {thermistor}} {r_ {1}+r_ {thermistor}]]

با افزایش دما ، مقاومت ترمیستور NTC کاهش می یابد و باعث می شود VOUT به همین ترتیب تغییر کند.

مرحله 4: پارامترهای مدار را محاسبه کنید

برای بهینه سازی اثر جبران خسارت ، باید مقادیر مقاومت ثابت R1 و سایر اجزای موجود در مدار را محاسبه کنید. این شامل استفاده از ضریب دما از مؤلفه جبران و رابطه مقاومت در برابر دما از ترمیستور است. برای انجام این محاسبات می توانید از مدل های ریاضی یا ابزارهای شبیه سازی استفاده کنید.

به عنوان مثال ، اگر ضریب دمای مقاومت R2 را که می خواهید جبران کنید می دانید و یک ترمیستور NTC را با یک مقدار B شناخته شده انتخاب کرده اید ، می توانید مقدار R1 را محاسبه کنید به گونه ای که تغییر در VOUT به دلیل تغییر مقاومت ترمیستور باعث تغییر عملکرد R2 بر محدوده دمای مطلوب می شود.

مرحله 5: مدار را آزمایش و تنظیم کنید

پس از ایجاد مدار جبران دما ، آن را در شرایط دما مختلف آزمایش کنید تا عملکرد آن ارزیابی شود. خروجی مؤلفه مورد نظر را اندازه گیری کرده و آن را با مقدار مورد نظر مقایسه کنید. در صورت لزوم ، برای دستیابی به بهترین اثر جبران خسارت ، در پارامترهای مدار مانند مقدار R1 یا انتخاب ترمیستور تنظیماتی انجام دهید.

ملاحظات عملی

هنگام استفاده از ترمیستور در مدار جبران دما ، چندین ملاحظات عملی برای در نظر گرفتن وجود دارد:

جفت حرارتی

اطمینان حاصل کنید که ترمیستور در تماس حرارتی خوبی با جبران کننده مؤلفه است. این می تواند با استفاده از خمیر حرارتی یا با نصب جسمی ترمیستور نزدیک به مؤلفه حاصل شود. اتصال حرارتی ضعیف می تواند منجر به جبران نادرست شود ، زیرا ترمیستور ممکن است به طور دقیق دمای مؤلفه را حس نکند.

گرم کننده

ترمیستورها می توانند هنگام جریان جریان از طریق آنها گرما ایجاد کنند ، که می تواند بر مقاومت آنها تأثیر بگذارد و خطاها را در جبران خسارت وارد کند. برای به حداقل رساندن خود گرمایش ، از جریان کم در مدار استفاده کنید یا یک ترمیستور با رتبه کم قدرت را انتخاب کنید.

سر و صدا و تداخل

ترمیستورها می توانند نسبت به نویز الکتریکی و تداخل حساس باشند که می تواند بر صحت جبران خسارت تأثیر بگذارد. برای کاهش نویز و تداخل در مدار از تکنیک های مناسب محافظت و فیلتر استفاده کنید.

پایان

استفاده از یک ترمیستور در مدار جبران دما یک روش مؤثر برای بهبود ثبات و صحت دستگاه های الکترونیکی در شرایط دما متفاوت است. با رعایت مراحل ذکر شده در این پست وبلاگ و در نظر گرفتن ملاحظات عملی ، می توانید یک مدار جبران خسارت دما را طراحی و پیاده سازی کنید.

اگر علاقه مند به خرید ترمیستورها برای برنامه های جبران خسارت دما هستید ، یا در مورد انتخاب ترمیستور یا طراحی مدار سؤالی دارید ، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما یک تامین کننده حرفه ای ترمیستور با طیف گسترده ای از محصولات و تخصص فنی برای رفع نیازهای شما هستیم.

منابع

• "کتابچه راهنمای ترمیستور" - از تولید کنندگان اصلی ترمیستور موجود است.
• "طراحی مدار الکترونیکی برای جبران دما" - کتابهای درسی مختلف در مورد طراحی مدار الکترونیکی.