電子工程師發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)代應(yīng)用中,測溫儀越來越受歡迎。兩種常用的溫度傳感解決方案是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻和電壓輸出集成電路(IC)溫度傳感器。熱敏電阻是電阻隨溫度變化的電阻。特別地,NTC熱敏電阻的電阻隨著溫度的升高而降低。電壓輸出IC溫度傳感器是輸出與溫度成比例的模擬電壓的硅溫度傳感器。
在電壓輸出IC溫度傳感器上使用NTC熱敏電阻有一些優(yōu)勢。一個(gè)關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)是有更多的包選項(xiàng)可用。這包括小于可用于電壓輸出IC溫度傳感器的封裝。通常,這意味著響應(yīng)時(shí)間更快,因?yàn)轫憫?yīng)時(shí)間高度依賴于包的大小。將NTC熱敏電阻與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)連接的優(yōu)勢是比例配置,導(dǎo)致ADC參考誤差的消除。此外,NTC熱敏電阻似乎比電壓輸出IC溫度傳感器便宜。然而,當(dāng)使用NTC熱敏電阻時(shí),通常需要額外的組件,并且必須考慮到整個(gè)溫度感測解決方案的成本。為了更高的價(jià)格,
或者,在NTC熱敏電阻上使用電壓輸出IC溫度傳感器有優(yōu)勢。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是電壓輸出IC溫度傳感器易于使用,因?yàn)樗鼈兙哂杏脩粲押玫奶摂M線性輸出?;蛘撸琋TC熱敏電阻的電阻與溫度特性呈指數(shù)關(guān)系。圖1顯示了三個(gè)分壓器NTC熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)和德州儀器的LMT87電壓輸出IC溫度傳感器的輸出電壓對(duì)溫度。NTC熱敏電阻在每個(gè)溫度范圍內(nèi)的電壓變化不是恒定的,而電壓輸出IC溫度傳感器每°C電壓的變化幾乎是恒定的。當(dāng)與ADC接口時(shí),電壓輸出IC溫度傳感器在器件的整個(gè)溫度范圍內(nèi)往往更為準(zhǔn)確。這是因?yàn)锳DC的分辨率足以檢測電壓輸出IC溫度傳感器的電壓變化,但并不總是用于NTC熱敏電阻。然而,熱敏電阻可以與復(fù)雜的電阻網(wǎng)絡(luò)組合,以幫助在有限的溫度范圍內(nèi)線性化曲線。請(qǐng)注意,與NTC熱敏電阻一起使用的電阻網(wǎng)絡(luò)增加了整體溫度感測解決方案的復(fù)雜性,成本和占地面積。
使用電壓輸出IC溫度傳感器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,由于具有相當(dāng)恒定的低電源電流,它們耗散更少的功率。另一方面,NTC熱敏電阻的電源電流隨溫度變化很大。圖2通過顯示典型的電源電流與三個(gè)分壓器熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)的器件溫度以及德州儀器的LMT8X系列電壓輸出IC溫度傳感器來說明這一優(yōu)勢。隨著溫度的升高,NTC熱敏電阻的電阻降低。如圖2所示,這導(dǎo)致通過分壓網(wǎng)絡(luò)的電流增加。當(dāng)電流高時(shí),NTC熱敏電阻可以在環(huán)境溫度以上自行加熱,導(dǎo)致溫度誤差。
在決定使用NTC熱敏電阻或電壓輸出IC溫度傳感器時(shí)要考慮的最后一件事是輸出阻抗。電壓輸出IC溫度傳感器具有相當(dāng)不變的低輸出阻抗,而NTC熱敏電阻的輸出阻抗通常較高且隨溫度變化。當(dāng)使用具有NTC熱敏電阻的ADC時(shí),必須注意確保ADC能夠處理NTC熱敏電阻的源阻抗。在某些情況下,可能需要緩沖區(qū)。
概要
技術(shù)不斷發(fā)展,工程師們發(fā)現(xiàn),對(duì)溫度檢測的需求越來越普遍。NTC熱敏電阻和電壓輸出IC溫度傳感器都是有用的溫度傳感解決方案。但最終,合適的溫度感測解決方案取決于各個(gè)應(yīng)用的輸出量度和要求。