Cómo seleccionar el termistor correcto para un sensor de temperatura?

Ante miles de tipos de termistores NTC, elegir el correcto puede ser bastante abrumador. En este artículo técnico, Lo guiaré a través de algunos de los parámetros importantes a tener en cuenta al seleccionar un termistor.. Esto es especialmente cierto al decidir entre los dos tipos comunes de termistores utilizados para la detección de temperatura.: Termistores NTC de coeficiente de temperatura negativo o termistores lineales a base de silicio. Los termistores NTC se usan ampliamente debido a su bajo precio, pero ofrece una precisión más baja a temperaturas extremas. Los termistores lineales basados ​​en silicio ofrecen un mejor rendimiento y una mayor precisión en un rango de temperatura más amplio, pero generalmente son más caros. Como veremos a continuación, Otros termistores lineales están llegando al mercado que ofrecen más rentables, opciones de alto rendimiento. Ayuda a abordar una amplia gama de necesidades de detección de temperatura sin aumentar el costo general de la solución.

Elegir la sonda adecuada para la detección de temperatura

Elegir el termistor NTC correcto para el sensor de temperatura

Elegir el sensor de termistor NTC correcto

El termistor correcto para su aplicación dependerá de muchos parámetros, como:
· Lectivo de materiales (Proseperar) costo;
· Tolerancia a la resistencia;
· Puntos de calibración;
· Sensibilidad (Cambio de resistencia por grado Celsius);
· Autocaloramiento y deriva del sensor;

Costo de BOM
Los termistores mismos no son caros. Dado que son discretos, Su caída de voltaje se puede cambiar utilizando circuitos adicionales. Por ejemplo, Si está utilizando un termistor NTC no lineal y desea una caída de voltaje lineal en el dispositivo, Puede optar por agregar una resistencia adicional para ayudar a lograr esta característica. Sin embargo, Otra alternativa que puede reducir el costo de la solución de BOM y el total de la solución es usar un termistor lineal que proporcione la caída de voltaje deseada por su cuenta. La buena noticia es que con nuestra nueva familia de termistor lineal, Ambos son posibles. Esto significa que los ingenieros pueden simplificar los diseños, Reducir los costos del sistema, y reducir la placa de circuito impreso (tarjeta de circuito impreso) Tamaño de diseño por al menos 33%.

Tolerancia a la resistencia
Los termistores se clasifican por su tolerancia a la resistencia a 25 ° C, Pero esto no describe completamente cómo cambian sobre la temperatura. Puedes usar el mínimo, típico, y valores de resistencia máximos proporcionados en la resistencia del dispositivo vs. temperatura (R-T) tabla en una herramienta de diseño o hoja de datos para calcular la tolerancia sobre un rango de temperatura específico de interés.

Para ilustrar cómo cambian las tolerancias con la tecnología de termistor, Comparemos un NTC y nuestro termistor basado en silicio TMP61. Ambos están clasificados para una tolerancia a la resistencia de ± 1%. Cifra 1 ilustra que la tolerancia de resistencia de ambos dispositivos aumenta a medida que la temperatura se aleja de 25 ° C, Pero hay una gran diferencia entre los dos a las temperaturas extremas. Es importante calcular esta diferencia para que pueda elegir un dispositivo que mantenga una menor tolerancia sobre el rango de temperatura de interés.

Cómo elegir el termistor adecuado para su sensor de temperatura

Cifra 1: Tolerancia a la resistencia: NTC VS. TMP61

Puntos de calibración
No saber dónde está el termistor dentro de su rango de tolerancia de resistencia degradará el rendimiento del sistema porque necesita un margen de error más amplio. La calibración le dirá qué valor de resistencia esperar, que puede ayudarlo a reducir significativamente el margen de error. Sin embargo, Es un paso adicional en el proceso de fabricación, Entonces la calibración debe mantenerse al mínimo.

El número de puntos de calibración depende del tipo de termistor utilizado y el rango de temperatura de la aplicación. Para rangos de temperatura estrecha, Un punto de calibración es apropiado para la mayoría de los termistores. Para aplicaciones que requieren un amplio rango de temperatura, tienes dos opciones: 1) calibrar tres veces con un NTC (Esto se debe a su baja sensibilidad a temperaturas extremas y una mayor tolerancia a la resistencia). O 2) Calibrar una vez con un termistor lineal a base de silicio, que es más estable que un NTC.

Sensibilidad
Un gran cambio en la resistencia por grado Celsius (sensibilidad) es solo uno de los desafíos cuando se trata de obtener una buena precisión de un termistor. Sin embargo, A menos que obtenga el valor de resistencia correctamente en el software, ya sea a través de la calibración o al elegir un termistor con una tolerancia de baja resistencia, Una gran sensibilidad no ayudará.

Los NTC tienen una sensibilidad muy alta a bajas temperaturas porque su valor de resistencia disminuye exponencialmente, pero también se caen dramáticamente a medida que aumenta la temperatura. Los termistores lineales basados ​​en silicio no tienen la misma alta sensibilidad que los NTCS, Por lo tanto, proporcionan mediciones estables en todo el rango de temperatura. A medida que aumenta la temperatura, La sensibilidad de los termistores lineales a base de silicio generalmente excede la de NTC a aproximadamente 60 ° C.

Autocaloramiento y deriva del sensor
Los termistores disipan la energía como calor, que puede afectar su precisión de medición. La cantidad de calor disipada depende de muchos parámetros, incluida la composición del material y la corriente que fluye a través del dispositivo.

La deriva del sensor es la cantidad que un termistor se desplaza con el tiempo, Por lo general, se especifica en la hoja de datos a través de una prueba de vida acelerada dada como un cambio porcentual en el valor de resistencia. Si su aplicación requiere una larga vida con sensibilidad y precisión consistentes, Elija un termistor con baja autocalación y un pequeño sensor a la deriva del sensor.

Entonces, ¿cuándo debe usar un termistor lineal de silicio como el TMP61 sobre un NTC??
Mirando la mesa 1, Puedes ver eso por el mismo precio, Puede beneficiarse de la linealidad y la estabilidad de un termistor lineal de silicio en casi cualquier situación dentro del rango de temperatura de funcionamiento especificado de un termistor lineal de silicio. Los termistores lineales de silicio también están disponibles en versiones comerciales y automotrices y en el estándar 0402 y 0603 Paquetes comunes al dispositivo de montaje de superficie NTCS.

Mesa 1: NTC VS. Termistores lineales de silicio TI

Para una tabla R-T completa para termistores TI y un método de conversión de temperatura fácil con código de ejemplo, Descargue nuestra herramienta de diseño de termistor.