थर्मिस्टर-आधारित तापमान मापन प्रणालियों का अनुकूलन: एक चुनौती

यह दो-भागों वाली श्रृंखला का पहला लेख है। इस लेख में सबसे पहले इसके इतिहास और डिज़ाइन चुनौतियों पर चर्चा की जाएगी।थर्मिस्टर-आधारित तापमानमापन प्रणालियों के साथ-साथ प्रतिरोध थर्मामीटर (RTD) तापमान मापन प्रणालियों के साथ उनकी तुलना पर भी चर्चा की जाएगी। इसमें थर्मिस्टर के चयन, विन्यास संबंधी समझौतों और इस अनुप्रयोग क्षेत्र में सिग्मा-डेल्टा एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स (ADCs) के महत्व का भी वर्णन किया जाएगा। दूसरा लेख विस्तार से बताएगा कि अंतिम थर्मिस्टर-आधारित मापन प्रणाली का अनुकूलन और मूल्यांकन कैसे किया जाए।
जैसा कि पिछले लेख श्रृंखला, "आरटीडी तापमान संवेदक प्रणालियों का अनुकूलन" में बताया गया है, एक आरटीडी एक प्रतिरोधक होता है जिसका प्रतिरोध तापमान के साथ बदलता रहता है। थर्मिस्टर, आरटीडी की तरह ही कार्य करते हैं। आरटीडी के विपरीत, जिनमें केवल धनात्मक तापमान गुणांक होता है, एक थर्मिस्टर में धनात्मक या ऋणात्मक तापमान गुणांक हो सकता है। ऋणात्मक तापमान गुणांक (एनटीसी) थर्मिस्टर तापमान बढ़ने पर अपना प्रतिरोध कम कर देते हैं, जबकि धनात्मक तापमान गुणांक (पीटीसी) थर्मिस्टर तापमान बढ़ने पर अपना प्रतिरोध बढ़ा देते हैं। चित्र 1 विशिष्ट एनटीसी और पीटीसी थर्मिस्टर की प्रतिक्रिया विशेषताओं को दर्शाता है और उनकी तुलना आरटीडी वक्रों से करता है।
तापमान परास की दृष्टि से, RTD वक्र लगभग रैखिक होता है, और थर्मिस्टर की अरैखिक (घातांकीय) प्रकृति के कारण, यह सेंसर थर्मिस्टर की तुलना में कहीं अधिक व्यापक तापमान परास (आमतौर पर -200°C से +850°C) को कवर करता है। RTD आमतौर पर सुप्रसिद्ध मानकीकृत वक्रों में प्रदान किए जाते हैं, जबकि थर्मिस्टर वक्र निर्माता के अनुसार भिन्न होते हैं। हम इस लेख के थर्मिस्टर चयन मार्गदर्शिका अनुभाग में इस पर विस्तार से चर्चा करेंगे।
थर्मिस्टर मिश्रित सामग्रियों, आमतौर पर सिरेमिक, पॉलिमर, या अर्धचालकों (आमतौर पर धातु ऑक्साइड) और शुद्ध धातुओं (प्लैटिनम, निकल, या तांबा) से बने होते हैं। थर्मिस्टर, आरटीडी की तुलना में तापमान परिवर्तनों का तेज़ी से पता लगा सकते हैं और तेज़ प्रतिक्रिया प्रदान कर सकते हैं। इसलिए, थर्मिस्टर का उपयोग आमतौर पर सेंसर द्वारा उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनमें कम लागत, छोटे आकार, तेज़ प्रतिक्रिया, उच्च संवेदनशीलता और सीमित तापमान सीमा की आवश्यकता होती है, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक्स नियंत्रण, घर और भवन नियंत्रण, वैज्ञानिक प्रयोगशालाएँ, या वाणिज्यिक या औद्योगिक अनुप्रयोगों में थर्मोकपल के लिए कोल्ड जंक्शन क्षतिपूर्ति।
अधिकांश मामलों में, सटीक तापमान माप के लिए PTC थर्मिस्टर का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि NTC थर्मिस्टर का उपयोग किया जाता है। कुछ PTC थर्मिस्टर उपलब्ध हैं जिनका उपयोग अतिधारा सुरक्षा परिपथों में या सुरक्षा अनुप्रयोगों के लिए रीसेट करने योग्य फ़्यूज़ के रूप में किया जा सकता है। PTC थर्मिस्टर का प्रतिरोध-तापमान वक्र स्विच बिंदु (या क्यूरी बिंदु) तक पहुँचने से पहले एक बहुत छोटा NTC क्षेत्र दर्शाता है, जिसके ऊपर प्रतिरोध कई डिग्री सेल्सियस की सीमा में कई क्रमों के परिमाण से तेज़ी से बढ़ता है। अतिधारा की स्थितियों में, स्विचिंग तापमान पार होने पर PTC थर्मिस्टर तीव्र स्व-ताप उत्पन्न करेगा, और इसका प्रतिरोध तेज़ी से बढ़ेगा, जिससे सिस्टम में इनपुट करंट कम हो जाएगा, जिससे क्षति को रोका जा सकेगा। PTC थर्मिस्टर का स्विचिंग बिंदु आमतौर पर 60°C और 120°C के बीच होता है और यह अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में तापमान माप को नियंत्रित करने के लिए उपयुक्त नहीं है। यह लेख NTC थर्मिस्टर पर केंद्रित है, जो आमतौर पर -80°C से +150°C तक के तापमान को माप या मॉनिटर कर सकते हैं। एनटीसी थर्मिस्टर की प्रतिरोध रेटिंग 25°C पर कुछ ओम से लेकर 10 MΩ तक होती है। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, थर्मिस्टर के लिए प्रति डिग्री सेल्सियस प्रतिरोध में परिवर्तन प्रतिरोध थर्मामीटर की तुलना में अधिक स्पष्ट होता है। थर्मिस्टर की तुलना में, थर्मिस्टर की उच्च संवेदनशीलता और उच्च प्रतिरोध मान इसके इनपुट सर्किटरी को सरल बनाते हैं, क्योंकि थर्मिस्टर को लीड प्रतिरोध की भरपाई के लिए किसी विशेष वायरिंग कॉन्फ़िगरेशन, जैसे 3-तार या 4-तार, की आवश्यकता नहीं होती है। थर्मिस्टर डिज़ाइन केवल एक साधारण 2-तार कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है।
उच्च परिशुद्धता थर्मिस्टर-आधारित तापमान माप के लिए सटीक सिग्नल प्रोसेसिंग, एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण, रैखिकीकरण और क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।
हालाँकि सिग्नल श्रृंखला सरल लग सकती है, फिर भी इसमें कई जटिलताएँ हैं जो पूरे मदरबोर्ड के आकार, लागत और प्रदर्शन को प्रभावित करती हैं। ADI के सटीक ADC पोर्टफोलियो में AD7124-4/AD7124-8 जैसे कई एकीकृत समाधान शामिल हैं, जो थर्मल सिस्टम डिज़ाइन के लिए कई लाभ प्रदान करते हैं क्योंकि किसी भी एप्लिकेशन के लिए आवश्यक अधिकांश बिल्डिंग ब्लॉक्स बिल्ट-इन होते हैं। हालाँकि, थर्मिस्टर-आधारित तापमान माप समाधानों को डिज़ाइन और अनुकूलित करने में कई चुनौतियाँ हैं।
यह आलेख इनमें से प्रत्येक मुद्दे पर चर्चा करता है तथा उन्हें हल करने तथा ऐसी प्रणालियों के लिए डिजाइन प्रक्रिया को और सरल बनाने के लिए सिफारिशें प्रदान करता है।
इसमें कई प्रकार केएनटीसी थर्मिस्टरआज बाज़ार में कई तरह के थर्मिस्टर उपलब्ध हैं, इसलिए अपने अनुप्रयोग के लिए सही थर्मिस्टर चुनना एक कठिन काम हो सकता है। ध्यान दें कि थर्मिस्टर उनके नाममात्र मान के अनुसार सूचीबद्ध होते हैं, जो 25°C पर उनका नाममात्र प्रतिरोध होता है। इसलिए, 10 kΩ थर्मिस्टर का नाममात्र प्रतिरोध 25°C पर 10 kΩ होता है। थर्मिस्टर का नाममात्र या मूल प्रतिरोध मान कुछ ओम से लेकर 10 MΩ तक होता है। कम प्रतिरोध रेटिंग वाले थर्मिस्टर (10 kΩ या उससे कम नाममात्र प्रतिरोध) आमतौर पर कम तापमान सीमा, जैसे -50°C से +70°C तक, को सहन कर सकते हैं। उच्च प्रतिरोध रेटिंग वाले थर्मिस्टर 300°C तक के तापमान को सहन कर सकते हैं।
थर्मिस्टर तत्व धातु ऑक्साइड से बना होता है। थर्मिस्टर बॉल, रेडियल और एसएमडी आकार में उपलब्ध हैं। अतिरिक्त सुरक्षा के लिए थर्मिस्टर बीड्स एपॉक्सी कोटेड या ग्लास कैप्सुलेटेड होते हैं। एपॉक्सी कोटेड बॉल थर्मिस्टर, रेडियल और सरफेस थर्मिस्टर 150°C तक के तापमान के लिए उपयुक्त हैं। ग्लास बीड थर्मिस्टर उच्च तापमान मापने के लिए उपयुक्त हैं। सभी प्रकार की कोटिंग/पैकेजिंग जंग से भी सुरक्षा प्रदान करती है। कुछ थर्मिस्टर में कठोर वातावरण में अतिरिक्त सुरक्षा के लिए अतिरिक्त आवरण भी होते हैं। बीड थर्मिस्टर का प्रतिक्रिया समय रेडियल/एसएमडी थर्मिस्टर की तुलना में तेज़ होता है। हालाँकि, ये उतने टिकाऊ नहीं होते। इसलिए, उपयोग किए जाने वाले थर्मिस्टर का प्रकार अंतिम अनुप्रयोग और उस वातावरण पर निर्भर करता है जिसमें थर्मिस्टर स्थित है। एक थर्मिस्टर की दीर्घकालिक स्थिरता उसकी सामग्री, पैकेजिंग और डिज़ाइन पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, एक इपॉक्सी-कोटेड एनटीसी थर्मिस्टर प्रति वर्ष 0.2°C बदल सकता है, जबकि एक सीलबंद थर्मिस्टर प्रति वर्ष केवल 0.02°C बदलता है।
थर्मिस्टर अलग-अलग सटीकता में आते हैं। मानक थर्मिस्टर की सटीकता आमतौर पर 0.5°C से 1.5°C तक होती है। थर्मिस्टर प्रतिरोध रेटिंग और बीटा मान (25°C से 50°C/85°C का अनुपात) की एक सहनशीलता होती है। ध्यान दें कि थर्मिस्टर का बीटा मान निर्माता के अनुसार अलग-अलग होता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न निर्माताओं के 10 kΩ NTC थर्मिस्टर के बीटा मान अलग-अलग होंगे। अधिक सटीक प्रणालियों के लिए, ओमेगा™ 44xxx श्रृंखला जैसे थर्मिस्टर का उपयोग किया जा सकता है। 0°C से 70°C की तापमान सीमा पर इनकी सटीकता 0.1°C या 0.2°C होती है। इसलिए, मापे जा सकने वाले तापमानों की सीमा और उस तापमान सीमा पर आवश्यक सटीकता यह निर्धारित करती है कि थर्मिस्टर इस अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त हैं या नहीं। कृपया ध्यान दें कि ओमेगा 44xxx श्रृंखला की सटीकता जितनी अधिक होगी, उसकी कीमत उतनी ही अधिक होगी।
प्रतिरोध को डिग्री सेल्सियस में बदलने के लिए आमतौर पर बीटा मान का उपयोग किया जाता है। बीटा मान दो तापमान बिंदुओं और प्रत्येक तापमान बिंदु पर संगत प्रतिरोध को जानकर निर्धारित किया जाता है।
RT1 = तापमान प्रतिरोध 1 RT2 = तापमान प्रतिरोध 2 T1 = तापमान 1 (K) T2 = तापमान 2 (K)
उपयोगकर्ता परियोजना में प्रयुक्त तापमान सीमा के सबसे निकट के बीटा मान का उपयोग करता है। अधिकांश थर्मिस्टर डेटाशीट में 25°C पर प्रतिरोध सहनशीलता और बीटा मान के लिए सहनशीलता के साथ एक बीटा मान सूचीबद्ध होता है।
उच्च परिशुद्धता वाले थर्मिस्टर और उच्च परिशुद्धता वाले टर्मिनेशन समाधान, जैसे कि ओमेगा 44xxx श्रृंखला, प्रतिरोध को डिग्री सेल्सियस में बदलने के लिए स्टाइनहार्ट-हार्ट समीकरण का उपयोग करते हैं। समीकरण 2 के लिए तीन स्थिरांक A, B और C की आवश्यकता होती है, जो पुनः सेंसर निर्माता द्वारा प्रदान किए जाते हैं। चूँकि समीकरण गुणांक तीन तापमान बिंदुओं का उपयोग करके उत्पन्न किए जाते हैं, इसलिए परिणामी समीकरण रैखिकीकरण (आमतौर पर 0.02 °C) द्वारा उत्पन्न त्रुटि को न्यूनतम करता है।
A, B और C तीन तापमान सेटपॉइंट्स से प्राप्त स्थिरांक हैं। R = थर्मिस्टर प्रतिरोध (ओम में) T = K डिग्री में तापमान
चित्र 3 सेंसर के धारा उत्तेजन को दर्शाता है। ड्राइव धारा थर्मिस्टर पर लगाई जाती है और वही धारा परिशुद्ध प्रतिरोधक पर लगाई जाती है; परिशुद्ध प्रतिरोधक को मापन के लिए संदर्भ के रूप में उपयोग किया जाता है। संदर्भ प्रतिरोधक का मान थर्मिस्टर प्रतिरोध के उच्चतम मान से अधिक या उसके बराबर होना चाहिए (सिस्टम में मापे गए न्यूनतम तापमान पर निर्भर करता है)।
उत्तेजन धारा का चयन करते समय, थर्मिस्टर के अधिकतम प्रतिरोध को भी ध्यान में रखना आवश्यक है। यह सुनिश्चित करता है कि सेंसर और संदर्भ प्रतिरोधक के बीच वोल्टेज हमेशा इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्वीकार्य स्तर पर रहे। क्षेत्र धारा स्रोत के लिए कुछ हेडरूम या आउटपुट मिलान की आवश्यकता होती है। यदि न्यूनतम मापनीय तापमान पर थर्मिस्टर का प्रतिरोध अधिक है, तो इससे ड्राइव धारा बहुत कम होगी। इसलिए, उच्च तापमान पर थर्मिस्टर के आर-पार उत्पन्न वोल्टेज कम होता है। इन निम्न-स्तरीय संकेतों के मापन को अनुकूलित करने के लिए प्रोग्रामेबल लाभ चरणों का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, लाभ को गतिशील रूप से प्रोग्राम किया जाना चाहिए क्योंकि थर्मिस्टर से आने वाले संकेतों का स्तर तापमान के साथ बहुत भिन्न होता है।
एक अन्य विकल्प लाभ निर्धारित करना है, लेकिन गतिशील ड्राइव धारा का उपयोग करना है। इसलिए, जैसे-जैसे थर्मिस्टर से सिग्नल का स्तर बदलता है, ड्राइव धारा का मान गतिशील रूप से बदलता है ताकि थर्मिस्टर पर उत्पन्न वोल्टेज इलेक्ट्रॉनिक उपकरण की निर्दिष्ट इनपुट सीमा के भीतर रहे। उपयोगकर्ता को यह सुनिश्चित करना होगा कि संदर्भ प्रतिरोधक पर उत्पन्न वोल्टेज भी इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्वीकार्य स्तर पर हो। दोनों विकल्पों के लिए उच्च स्तर के नियंत्रण और थर्मिस्टर पर वोल्टेज की निरंतर निगरानी की आवश्यकता होती है ताकि इलेक्ट्रॉनिक्स सिग्नल को माप सकें। क्या कोई आसान विकल्प है? वोल्टेज उत्तेजना पर विचार करें।
जब थर्मिस्टर पर डीसी वोल्टेज लगाया जाता है, तो थर्मिस्टर के प्रतिरोध में परिवर्तन के साथ थर्मिस्टर से प्रवाहित धारा स्वतः ही कम हो जाती है। अब, संदर्भ प्रतिरोधक के बजाय एक परिशुद्धता मापक प्रतिरोधक का उपयोग करते हुए, इसका उद्देश्य थर्मिस्टर से प्रवाहित धारा की गणना करना है, जिससे थर्मिस्टर के प्रतिरोध की गणना की जा सके। चूँकि ड्राइव वोल्टेज का उपयोग ADC संदर्भ संकेत के रूप में भी किया जाता है, इसलिए किसी लाभ चरण की आवश्यकता नहीं होती है। प्रोसेसर का कार्य थर्मिस्टर वोल्टेज की निगरानी करना, यह निर्धारित करना कि क्या सिग्नल स्तर को इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा मापा जा सकता है, और यह गणना करना कि ड्राइव लाभ/धारा के किस मान को समायोजित करने की आवश्यकता है, नहीं है। इस लेख में इसी विधि का उपयोग किया गया है।
यदि थर्मिस्टर की प्रतिरोध रेटिंग और प्रतिरोध परास कम है, तो वोल्टेज या धारा उत्तेजन का उपयोग किया जा सकता है। इस स्थिति में, ड्राइव धारा और लाभ को स्थिर रखा जा सकता है। इस प्रकार, परिपथ चित्र 3 में दर्शाए अनुसार होगा। यह विधि इस मायने में सुविधाजनक है कि सेंसर और संदर्भ प्रतिरोधक के माध्यम से धारा को नियंत्रित करना संभव है, जो कम शक्ति वाले अनुप्रयोगों में उपयोगी है। इसके अलावा, थर्मिस्टर का स्वतः तापन न्यूनतम होता है।
वोल्टेज उत्तेजना का उपयोग कम प्रतिरोध रेटिंग वाले थर्मिस्टर के लिए भी किया जा सकता है। हालाँकि, उपयोगकर्ता को हमेशा यह सुनिश्चित करना चाहिए कि सेंसर से होकर बहने वाली धारा सेंसर या अनुप्रयोग के लिए बहुत अधिक न हो।
बड़े प्रतिरोध रेटिंग और विस्तृत तापमान परास वाले थर्मिस्टर का उपयोग करते समय वोल्टेज उत्तेजना कार्यान्वयन को सरल बनाती है। बड़ा नाममात्र प्रतिरोध रेटेड धारा का एक स्वीकार्य स्तर प्रदान करता है। हालाँकि, डिज़ाइनरों को यह सुनिश्चित करना होगा कि अनुप्रयोग द्वारा समर्थित संपूर्ण तापमान परास में धारा एक स्वीकार्य स्तर पर हो।
थर्मिस्टर मापन प्रणाली डिज़ाइन करते समय सिग्मा-डेल्टा एडीसी कई लाभ प्रदान करते हैं। पहला, क्योंकि सिग्मा-डेल्टा एडीसी एनालॉग इनपुट को पुनः-नमूना करता है, बाहरी फ़िल्टरिंग न्यूनतम रहती है और केवल एक साधारण आरसी फ़िल्टर की आवश्यकता होती है। ये फ़िल्टर प्रकार और आउटपुट बॉड दर में लचीलापन प्रदान करते हैं। अंतर्निहित डिजिटल फ़िल्टरिंग का उपयोग मुख्य विद्युत चालित उपकरणों में किसी भी हस्तक्षेप को कम करने के लिए किया जा सकता है। AD7124-4/AD7124-8 जैसे 24-बिट उपकरणों का पूर्ण रिज़ॉल्यूशन 21.7 बिट तक होता है, इसलिए ये उच्च रिज़ॉल्यूशन प्रदान करते हैं।
सिग्मा-डेल्टा एडीसी का उपयोग थर्मिस्टर डिजाइन को बहुत सरल बनाता है, जबकि विनिर्देश, सिस्टम लागत, बोर्ड स्थान और बाजार में समय को कम करता है।
यह आलेख AD7124-4/AD7124-8 को ADC के रूप में उपयोग करता है, क्योंकि वे कम शोर, कम धारा, परिशुद्धता वाले ADC हैं, जिनमें अंतर्निहित PGA, अंतर्निहित संदर्भ, एनालॉग इनपुट और संदर्भ बफर होते हैं।
चाहे आप ड्राइव करंट या ड्राइव वोल्टेज का उपयोग कर रहे हों, एक रेशियोमेट्रिक कॉन्फ़िगरेशन की अनुशंसा की जाती है जिसमें संदर्भ वोल्टेज और सेंसर वोल्टेज एक ही ड्राइव स्रोत से आते हैं। इसका अर्थ है कि उत्तेजना स्रोत में कोई भी परिवर्तन माप की सटीकता को प्रभावित नहीं करेगा।
चित्र 5 में थर्मिस्टर और परिशुद्धता प्रतिरोधक RREF के लिए स्थिर ड्राइव धारा दर्शाई गई है, RREF में विकसित वोल्टेज थर्मिस्टर को मापने के लिए संदर्भ वोल्टेज है।
क्षेत्र धारा का सटीक होना आवश्यक नहीं है और यह कम स्थिर भी हो सकती है क्योंकि इस विन्यास में क्षेत्र धारा में कोई भी त्रुटि समाप्त हो जाएगी। सामान्यतः, जब सेंसर दूरस्थ स्थानों पर स्थित होता है, तो बेहतर संवेदनशीलता नियंत्रण और बेहतर शोर प्रतिरोधकता के कारण, धारा उत्तेजन को वोल्टेज उत्तेजन पर प्राथमिकता दी जाती है। इस प्रकार की बायस विधि का उपयोग आमतौर पर कम प्रतिरोध मान वाले RTD या थर्मिस्टर के लिए किया जाता है। हालाँकि, उच्च प्रतिरोध मान और उच्च संवेदनशीलता वाले थर्मिस्टर के लिए, प्रत्येक तापमान परिवर्तन से उत्पन्न सिग्नल स्तर बड़ा होगा, इसलिए वोल्टेज उत्तेजन का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, 25°C पर 10 kΩ थर्मिस्टर का प्रतिरोध 10 kΩ होता है। -50°C पर, NTC थर्मिस्टर का प्रतिरोध 441.117 kΩ होता है। AD7124-4/AD7124-8 द्वारा प्रदान की गई 50 µA की न्यूनतम ड्राइव धारा 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V उत्पन्न करती है, जो बहुत अधिक है और इस अनुप्रयोग क्षेत्र में प्रयुक्त अधिकांश उपलब्ध ADCs की परिचालन सीमा से बाहर है। थर्मिस्टर भी आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक्स से जुड़े होते हैं या उनके पास स्थित होते हैं, इसलिए ड्राइव धारा के प्रति प्रतिरोधक क्षमता की आवश्यकता नहीं होती है।
वोल्टेज विभाजक सर्किट के रूप में श्रृंखला में एक सेंस रेसिस्टर जोड़ने से थर्मिस्टर के माध्यम से करंट को उसके न्यूनतम प्रतिरोध मूल्य तक सीमित कर दिया जाएगा। इस कॉन्फ़िगरेशन में, सेंस रेसिस्टर RSENSE का मान 25°C के संदर्भ तापमान पर थर्मिस्टर प्रतिरोध के मूल्य के बराबर होना चाहिए, ताकि आउटपुट वोल्टेज 25°CC के अपने नाममात्र तापमान पर संदर्भ वोल्टेज के मध्य बिंदु के बराबर हो। इसी तरह, यदि 25°C पर 10 kΩ के प्रतिरोध के साथ 10 kΩ थर्मिस्टर का उपयोग किया जाता है, तो RSENSE 10 kΩ होना चाहिए। जैसे-जैसे तापमान बदलता है, NTC थर्मिस्टर का प्रतिरोध भी बदलता है, और थर्मिस्टर में ड्राइव वोल्टेज का अनुपात भी बदलता है,
यदि थर्मिस्टर और/या RSENSE को शक्ति प्रदान करने के लिए प्रयुक्त चयनित वोल्टेज संदर्भ, मापन के लिए प्रयुक्त ADC संदर्भ वोल्टेज से मेल खाता है, तो सिस्टम को अनुपातमितीय मापन (चित्र 7) पर सेट किया जाता है, ताकि किसी भी उत्तेजना-संबंधी त्रुटि वोल्टेज स्रोत को हटाने के लिए पक्षपाती किया जा सके।
ध्यान दें कि या तो संवेदी प्रतिरोधक (वोल्टेज चालित) या संदर्भ प्रतिरोधक (धारा चालित) में कम प्रारंभिक सहनशीलता और कम विचलन होना चाहिए, क्योंकि दोनों चर पूरे सिस्टम की सटीकता को प्रभावित कर सकते हैं।
एकाधिक थर्मिस्टर का उपयोग करते समय, एक उत्तेजन वोल्टेज का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, प्रत्येक थर्मिस्टर का अपना परिशुद्धता संवेदक प्रतिरोधक होना आवश्यक है, जैसा कि चित्र 8 में दिखाया गया है। एक अन्य विकल्प चालू अवस्था में एक बाहरी मल्टीप्लेक्सर या कम-प्रतिरोध स्विच का उपयोग करना है, जो एक परिशुद्धता संवेदक प्रतिरोधक को साझा करने की अनुमति देता है। इस विन्यास के साथ, प्रत्येक थर्मिस्टर को मापते समय कुछ स्थिरीकरण समय की आवश्यकता होती है।
संक्षेप में, थर्मिस्टर-आधारित तापमान मापन प्रणाली डिज़ाइन करते समय, कई प्रश्नों पर विचार करना होता है: सेंसर का चयन, सेंसर वायरिंग, घटक चयन संबंधी ट्रेड-ऑफ़, ADC कॉन्फ़िगरेशन, और ये विभिन्न चर प्रणाली की समग्र सटीकता को कैसे प्रभावित करते हैं। इस श्रृंखला का अगला लेख बताता है कि अपने लक्ष्य प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए अपने सिस्टम डिज़ाइन और समग्र सिस्टम त्रुटि बजट को कैसे अनुकूलित करें।