थर्मिस्टर-आधारित तापमान माप प्रणाली का अनुकूलन: एक चुनौती

यह दो-भाग श्रृंखला में पहला लेख है। यह लेख पहले इतिहास और डिजाइन चुनौतियों पर चर्चा करेगाथर्मिस्टर-आधारित तापमानमापन प्रणाली, साथ ही प्रतिरोध थर्मामीटर (आरटीडी) तापमान माप प्रणालियों के साथ उनकी तुलना। यह इस एप्लिकेशन क्षेत्र में थर्मिस्टर, कॉन्फ़िगरेशन ट्रेड-ऑफ्स और सिग्मा-डेल्टा एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स (एडीसी) के महत्व का भी वर्णन करेगा। दूसरा लेख विस्तार करेगा कि अंतिम थर्मिस्टर-आधारित माप प्रणाली का अनुकूलन और मूल्यांकन कैसे किया जाए।
जैसा कि पिछली लेख श्रृंखला में वर्णित है, आरटीडी तापमान सेंसर सिस्टम का अनुकूलन, एक आरटीडी एक अवरोधक है जिसका प्रतिरोध तापमान के साथ भिन्न होता है। थर्मिस्टर्स आरटीडी के समान काम करते हैं। आरटीडी के विपरीत, जिसमें केवल एक सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, एक थर्मिस्टर में एक सकारात्मक या नकारात्मक तापमान गुणांक हो सकता है। नकारात्मक तापमान गुणांक (NTC) थर्मिस्टर्स तापमान बढ़ने के साथ ही उनके प्रतिरोध को कम कर देता है, जबकि सकारात्मक तापमान गुणांक (PTC) थर्मिस्टर्स तापमान बढ़ने के साथ ही अपने प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। अंजीर पर। 1 विशिष्ट NTC और PTC थर्मिस्टर्स की प्रतिक्रिया विशेषताओं को दर्शाता है और उनकी तुलना RTD घटता से करता है।
तापमान सीमा के संदर्भ में, आरटीडी वक्र लगभग रैखिक है, और सेंसर थर्मिस्टोर की गैर -रेखीय (घातीय) प्रकृति के कारण थर्मिस्टर्स (आमतौर पर -200 डिग्री सेल्सियस से +850 डिग्री सेल्सियस) की तुलना में बहुत व्यापक तापमान सीमा को कवर करता है। आरटीडी आमतौर पर प्रसिद्ध मानकीकृत वक्रों में प्रदान किए जाते हैं, जबकि थर्मिस्टर वक्र निर्माता द्वारा भिन्न होते हैं। हम इस लेख के थर्मिस्टर चयन गाइड अनुभाग में इस बारे में विस्तार से चर्चा करेंगे।
थर्मिस्टर्स समग्र सामग्री, आमतौर पर सिरेमिक, पॉलिमर, या अर्धचालक (आमतौर पर धातु ऑक्साइड) और शुद्ध धातु (प्लैटिनम, निकल, या तांबा) से बने होते हैं। थर्मिस्टर्स आरटीडी की तुलना में तेजी से तापमान में बदलाव का पता लगा सकते हैं, तेजी से प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं। इसलिए, थर्मिस्टर्स का उपयोग आमतौर पर अनुप्रयोगों में सेंसर द्वारा किया जाता है, जिनके लिए कम लागत, छोटे आकार, तेजी से प्रतिक्रिया, उच्च संवेदनशीलता और सीमित तापमान रेंज की आवश्यकता होती है, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक्स नियंत्रण, घर और भवन नियंत्रण, वैज्ञानिक प्रयोगशालाएं, या वाणिज्यिक या औद्योगिक अनुप्रयोगों में थर्मोकॉल्स के लिए कोल्ड जंक्शन मुआवजा। उद्देश्य। आवेदन।
ज्यादातर मामलों में, एनटीसी थर्मिस्टर्स का उपयोग सटीक तापमान माप के लिए किया जाता है, न कि पीटीसी थर्मिस्टर्स। कुछ पीटीसी थर्मिस्टर्स उपलब्ध हैं जिनका उपयोग ओवरक्रैक प्रोटेक्शन सर्किट में या सुरक्षा अनुप्रयोगों के लिए पुनर्विकास करने योग्य फ़्यूज़ के रूप में किया जा सकता है। पीटीसी थर्मिस्टर का प्रतिरोध-तापमान वक्र स्विच पॉइंट (या क्यूरी पॉइंट) तक पहुंचने से पहले एक बहुत छोटा एनटीसी क्षेत्र दिखाता है, जिसके ऊपर प्रतिरोध कई डिग्री सेल्सियस की सीमा में परिमाण के कई आदेशों से तेजी से बढ़ता है। अति-परिस्थितियों में, पीटीसी थर्मिस्टर स्विचिंग तापमान से अधिक होने पर मजबूत आत्म-हीटिंग उत्पन्न करेगा, और इसका प्रतिरोध तेजी से बढ़ेगा, जो सिस्टम को इनपुट करंट को कम करेगा, जिससे क्षति को रोका जा सकता है। पीटीसी थर्मिस्टर्स का स्विचिंग पॉइंट आमतौर पर 60 डिग्री सेल्सियस और 120 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है और अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में तापमान माप को नियंत्रित करने के लिए उपयुक्त नहीं है। यह लेख NTC थर्मिस्टर्स पर केंद्रित है, जो आमतौर पर -80 ° C से +150 ° C तक के तापमान को माप या निगरानी कर सकता है। एनटीसी थर्मिस्टर्स में 25 डिग्री सेल्सियस पर कुछ ओम से लेकर 10 एम of तक प्रतिरोध रेटिंग होती है। जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 1, थर्मिस्टर्स के लिए प्रति डिग्री सेल्सियस के प्रतिरोध में परिवर्तन प्रतिरोध थर्मामीटर की तुलना में अधिक स्पष्ट है। थर्मिस्टर्स की तुलना में, थर्मिस्टर की उच्च संवेदनशीलता और उच्च प्रतिरोध मूल्य अपने इनपुट सर्किटरी को सरल बनाता है, क्योंकि थर्मिस्टर्स को लीड प्रतिरोध की भरपाई के लिए किसी विशेष वायरिंग कॉन्फ़िगरेशन, जैसे कि 3-वायर या 4-वायर जैसे किसी विशेष वायरिंग कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता नहीं होती है। थर्मिस्टर डिज़ाइन केवल एक साधारण 2-वायर कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है।
उच्च-सटीक थर्मिस्टर-आधारित तापमान माप के लिए सटीक सिग्नल प्रोसेसिंग, एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण, रैखिककरण और मुआवजा की आवश्यकता होती है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 2।
हालांकि सिग्नल श्रृंखला सरल लग सकती है, कई जटिलताएं हैं जो पूरे मदरबोर्ड के आकार, लागत और प्रदर्शन को प्रभावित करती हैं। ADI के प्रिसिजन ADC पोर्टफोलियो में कई एकीकृत समाधान शामिल हैं, जैसे AD7124-4/AD7124-8, जो थर्मल सिस्टम डिज़ाइन के लिए कई लाभ प्रदान करते हैं क्योंकि एक एप्लिकेशन के लिए आवश्यक अधिकांश बिल्डिंग ब्लॉक अंतर्निहित हैं। हालांकि, थर्मिस्टर-आधारित तापमान माप समाधानों को डिजाइन करने और अनुकूलित करने में विभिन्न चुनौतियां हैं।
यह लेख इनमें से प्रत्येक मुद्दे पर चर्चा करता है और उन्हें हल करने और ऐसी प्रणालियों के लिए डिजाइन प्रक्रिया को सरल बनाने के लिए सिफारिशें प्रदान करता है।
की एक विस्तृत विविधता हैंएनटीसी थर्मिस्टर्सआज बाजार पर, इसलिए अपने आवेदन के लिए सही थर्मिस्टर चुनना एक कठिन काम हो सकता है। ध्यान दें कि थर्मिस्टर्स उनके नाममात्र मूल्य द्वारा सूचीबद्ध हैं, जो 25 डिग्री सेल्सियस पर उनका नाममात्र प्रतिरोध है। इसलिए, एक 10 k of थर्मिस्टर में 25 डिग्री सेल्सियस पर 10 k and का नाममात्र प्रतिरोध होता है। थर्मिस्टर्स में नाममात्र या बुनियादी प्रतिरोध मूल्य कुछ ओम से लेकर 10 एम gos तक होते हैं। कम प्रतिरोध रेटिंग (10 k and या उससे कम का नाममात्र प्रतिरोध) वाले थर्मिस्टर्स आमतौर पर कम तापमान रेंज का समर्थन करते हैं, जैसे -50 ° C से +70 ° C। उच्च प्रतिरोध रेटिंग वाले थर्मिस्टर्स 300 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान का सामना कर सकते हैं।
थर्मिस्टर तत्व धातु ऑक्साइड से बना है। थर्मिस्टर्स गेंद, रेडियल और एसएमडी आकृतियों में उपलब्ध हैं। थर्मिस्टर मोतियों को जोड़ा सुरक्षा के लिए epoxy लेपित या ग्लास एनकैप्सुलेट किया जाता है। एपॉक्सी लेपित बॉल थर्मिस्टर्स, रेडियल और सरफेस थर्मिस्टर्स 150 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के लिए उपयुक्त हैं। ग्लास बीड थर्मिस्टर्स उच्च तापमान को मापने के लिए उपयुक्त हैं। सभी प्रकार के कोटिंग्स/पैकेजिंग भी जंग से बचाते हैं। कुछ थर्मिस्टर्स में कठोर वातावरण में अतिरिक्त सुरक्षा के लिए अतिरिक्त आवास भी होंगे। बीड थर्मिस्टर्स में रेडियल/एसएमडी थर्मिस्टर्स की तुलना में तेजी से प्रतिक्रिया समय होता है। हालांकि, वे उतने टिकाऊ नहीं हैं। 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 इसकी सामग्री, पैकेजिंग और डिजाइन पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, एक एपॉक्सी-लेपित एनटीसी थर्मिस्टर प्रति वर्ष 0.2 डिग्री सेल्सियस बदल सकता है, जबकि एक सील थर्मिस्टर केवल प्रति वर्ष 0.02 डिग्री सेल्सियस बदलता है।
थर्मिस्टर्स अलग -अलग सटीकता में आते हैं। मानक थर्मिस्टर्स में आमतौर पर 0.5 डिग्री सेल्सियस से 1.5 डिग्री सेल्सियस की सटीकता होती है। थर्मिस्टर प्रतिरोध रेटिंग और बीटा मूल्य (25 डिग्री सेल्सियस से 50 डिग्री सेल्सियस/85 डिग्री सेल्सियस का अनुपात) एक सहिष्णुता है। ध्यान दें कि थर्मिस्टर का बीटा मान निर्माता द्वारा भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न निर्माताओं के 10 k k NTC थर्मिस्टर्स में अलग -अलग बीटा मान होंगे। अधिक सटीक प्रणालियों के लिए, ओमेगा ™ 44xxx श्रृंखला जैसे थर्मिस्टर्स का उपयोग किया जा सकता है। उनके पास 0 ° C से 70 ° C के तापमान सीमा पर 0.1 ° C या 0.2 ° C की सटीकता है। इसलिए, तापमान की सीमा जिसे मापा जा सकता है और उस तापमान सीमा पर आवश्यक सटीकता यह निर्धारित करती है कि क्या थर्मिस्टर्स इस अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त हैं। कृपया ध्यान दें कि ओमेगा 44xxx श्रृंखला की सटीकता जितनी अधिक होगी, लागत उतनी ही अधिक होगी।
प्रतिरोध को डिग्री सेल्सियस में परिवर्तित करने के लिए, बीटा मान आमतौर पर उपयोग किया जाता है। बीटा मान दो तापमान बिंदुओं और प्रत्येक तापमान बिंदु पर इसी 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 उपयोग किए जाने वाले तापमान सीमा के सबसे करीब बीटा मान का उपयोग करता है। अधिकांश थर्मिस्टर डेटशीट 25 डिग्री सेल्सियस पर एक प्रतिरोध सहिष्णुता और बीटा मूल्य के लिए एक सहिष्णुता के साथ एक बीटा मान को सूचीबद्ध करते हैं।
उच्च परिशुद्धता थर्मिस्टर्स और उच्च परिशुद्धता समाप्ति समाधान जैसे कि ओमेगा 44xxx श्रृंखला स्टाइनहार्ट-हार्ट समीकरण का उपयोग प्रतिरोध को डिग्री सेल्सियस में परिवर्तित करने के लिए करती है। समीकरण 2 को सेंसर निर्माता द्वारा फिर से प्रदान किए गए तीन स्थिरांक ए, बी, और सी की आवश्यकता होती है। क्योंकि समीकरण गुणांक तीन तापमान बिंदुओं का उपयोग करके उत्पन्न होते हैं, परिणामस्वरूप समीकरण रैखिककरण (आमतौर पर 0.02 ° C) द्वारा शुरू की गई त्रुटि को कम करता है।
ए, बी और सी तीन तापमान सेटपॉइंट से प्राप्त स्थिरांक हैं। R = थर्मिस्टर प्रतिरोध में ओम्स टी = तापमान k डिग्री में
अंजीर पर। 3 सेंसर के वर्तमान उत्तेजना को दर्शाता है। ड्राइव करंट को थर्मिस्टर पर लागू किया जाता है और समान वर्तमान को सटीक रोकनेवाला पर लागू किया जाता है; एक सटीक अवरोधक का उपयोग माप के लिए एक संदर्भ के रूप में किया जाता है। संदर्भ रोकनेवाला का मूल्य थर्मिस्टर प्रतिरोध के उच्चतम मूल्य से अधिक या बराबर होना चाहिए (सिस्टम में मापा गया सबसे कम तापमान के आधार पर)।
उत्तेजना वर्तमान का चयन करते समय, थर्मिस्टर के अधिकतम प्रतिरोध को फिर से ध्यान में रखा जाना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि सेंसर और संदर्भ अवरोधक के पार वोल्टेज हमेशा इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्वीकार्य स्तर पर होता है। फ़ील्ड वर्तमान स्रोत के लिए कुछ हेडरूम या आउटपुट मिलान की आवश्यकता होती है। यदि थर्मिस्टर में सबसे कम औसत दर्जे के तापमान पर एक उच्च प्रतिरोध होता है, तो इसके परिणामस्वरूप बहुत कम ड्राइव करंट होगा। इसलिए, उच्च तापमान पर थर्मिस्टर में उत्पन्न वोल्टेज छोटा है। इन निम्न स्तर के संकेतों के माप को अनुकूलित करने के लिए प्रोग्रामेबल गेन चरणों का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, लाभ को गतिशील रूप से क्रमादेशित किया जाना चाहिए क्योंकि थर्मिस्टर से सिग्नल स्तर तापमान के साथ बहुत भिन्न होता है।
एक अन्य विकल्प लाभ को सेट करना है लेकिन डायनेमिक ड्राइव करंट का उपयोग करें। इसलिए, थर्मिस्टर से सिग्नल स्तर के रूप में, ड्राइव वर्तमान मूल्य गतिशील रूप से बदलता है ताकि थर्मिस्टर में विकसित वोल्टेज इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के निर्दिष्ट इनपुट रेंज के भीतर हो। उपयोगकर्ता को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि संदर्भ रोकनेवाला के पार विकसित वोल्टेज भी इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्वीकार्य स्तर पर है। दोनों विकल्पों को उच्च स्तर के नियंत्रण की आवश्यकता होती है, थर्मिस्टर में वोल्टेज की निरंतर निगरानी, ​​ताकि इलेक्ट्रॉनिक्स सिग्नल को माप सकें। क्या कोई आसान विकल्प है? वोल्टेज उत्तेजना पर विचार करें।
जब डीसी वोल्टेज को थर्मिस्टर पर लागू किया जाता है, तो थर्मिस्टर के माध्यम से वर्तमान थर्मिस्टर के प्रतिरोध में परिवर्तन के रूप में स्वचालित रूप से तराजू होता है। अब, एक संदर्भ रोकनेवाला के बजाय एक सटीक मापने वाले अवरोधक का उपयोग करते हुए, इसका उद्देश्य थर्मिस्टर के माध्यम से प्रवाह की वर्तमान की गणना करना है, इस प्रकार थर्मिस्टर प्रतिरोध की गणना करने की अनुमति देता है। चूंकि ड्राइव वोल्टेज का उपयोग एडीसी संदर्भ सिग्नल के रूप में भी किया जाता है, इसलिए कोई लाभ चरण की आवश्यकता नहीं है। प्रोसेसर के पास थर्मिस्टर वोल्टेज की निगरानी का काम नहीं है, यह निर्धारित करना कि क्या सिग्नल स्तर को इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा मापा जा सकता है, और यह गणना की जा सकती है कि ड्राइव लाभ/वर्तमान मूल्य को समायोजित करने की आवश्यकता है। यह इस लेख में उपयोग की जाने वाली विधि है।
यदि थर्मिस्टर में एक छोटी प्रतिरोध रेटिंग और प्रतिरोध सीमा है, तो वोल्टेज या वर्तमान उत्तेजना का उपयोग किया जा सकता है। इस मामले में, ड्राइव करंट और लाभ को तय किया जा सकता है। इस प्रकार, सर्किट को चित्र 3 में दिखाया जाएगा। यह विधि सुविधाजनक है कि सेंसर और संदर्भ रोकनेवाला के माध्यम से वर्तमान को नियंत्रित करना संभव है, जो कम बिजली अनुप्रयोगों में मूल्यवान है। इसके अलावा, थर्मिस्टर की आत्म-हीटिंग को कम से कम किया जाता है।
वोल्टेज उत्तेजना का उपयोग कम प्रतिरोध रेटिंग वाले थर्मिस्टर्स के लिए भी किया जा सकता है। हालांकि, उपयोगकर्ता को हमेशा यह सुनिश्चित करना चाहिए कि सेंसर के माध्यम से वर्तमान सेंसर या एप्लिकेशन के लिए बहुत अधिक नहीं है।
वोल्टेज उत्तेजना एक बड़े प्रतिरोध रेटिंग और एक विस्तृत तापमान सीमा के साथ थर्मिस्टर का उपयोग करते समय कार्यान्वयन को सरल बनाता है। बड़ा नाममात्र प्रतिरोध रेटेड वर्तमान का एक स्वीकार्य स्तर प्रदान करता है। हालांकि, डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि करंट एप्लिकेशन द्वारा समर्थित पूरे तापमान रेंज पर एक स्वीकार्य स्तर पर है।
सिग्मा-डेल्टा एडीसी एक थर्मिस्टर माप प्रणाली को डिजाइन करते समय कई फायदे प्रदान करते हैं। सबसे पहले, क्योंकि सिग्मा-डेल्टा एडीसी एनालॉग इनपुट को फिर से शुरू करता है, बाहरी फ़िल्टरिंग को न्यूनतम रखा जाता है और एकमात्र आवश्यकता एक साधारण आरसी फिल्टर है। वे फ़िल्टर प्रकार और आउटपुट बॉड दर में लचीलापन प्रदान करते हैं। अंतर्निहित डिजिटल फ़िल्टरिंग का उपयोग मुख्य संचालित उपकरणों में किसी भी हस्तक्षेप को दबाने के लिए किया जा सकता है। AD7124-4/AD7124-8 जैसे 24-बिट डिवाइस में 21.7 बिट्स तक का पूर्ण संकल्प है, इसलिए वे उच्च रिज़ॉल्यूशन प्रदान करते हैं।
एक सिग्मा-डेल्टा एडीसी का उपयोग विनिर्देश, सिस्टम लागत, बोर्ड स्पेस और बाजार के लिए समय को कम करते हुए थर्मिस्टर डिजाइन को सरल बनाता है।
यह लेख AD7124-4/AD7124-8 को ADC के रूप में उपयोग करता है क्योंकि वे कम शोर, कम वर्तमान, सटीक ADCs के साथ अंतर्निहित PGA, अंतर्निहित संदर्भ, एनालॉग इनपुट और संदर्भ बफर हैं।
भले ही आप ड्राइव करंट या ड्राइव वोल्टेज का उपयोग कर रहे हों, एक रेटिओमेट्रिक कॉन्फ़िगरेशन की सिफारिश की जाती है जिसमें संदर्भ वोल्टेज और सेंसर वोल्टेज एक ही ड्राइव स्रोत से आता है। इसका मतलब यह है कि उत्तेजना स्रोत में कोई भी परिवर्तन माप की सटीकता को प्रभावित नहीं करेगा।
अंजीर पर। 5 थर्मिस्टर और सटीक रोकनेवाला RREF के लिए निरंतर ड्राइव वर्तमान दिखाता है, RREF में विकसित वोल्टेज थर्मिस्टर को मापने के लिए संदर्भ वोल्टेज है।
फ़ील्ड करंट को सटीक होने की आवश्यकता नहीं है और कम स्थिर हो सकता है क्योंकि इस कॉन्फ़िगरेशन में फ़ील्ड करंट की कोई भी त्रुटि समाप्त हो जाएगी। आम तौर पर, बेहतर संवेदनशीलता नियंत्रण और बेहतर शोर प्रतिरक्षा के कारण वोल्टेज उत्तेजना पर वर्तमान उत्तेजना पसंद की जाती है जब सेंसर दूरस्थ स्थानों में स्थित होता है। इस प्रकार की पूर्वाग्रह विधि का उपयोग आमतौर पर आरटीडी या थर्मिस्टर्स के लिए कम प्रतिरोध मूल्यों के साथ किया जाता है। हालांकि, एक उच्च प्रतिरोध मूल्य और उच्च संवेदनशीलता के साथ एक थर्मिस्टर के लिए, प्रत्येक तापमान परिवर्तन द्वारा उत्पन्न सिग्नल स्तर बड़ा होगा, इसलिए वोल्टेज उत्तेजना का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक 10 k of थर्मिस्टर का प्रतिरोध 25 ° C पर 10 k and का प्रतिरोध होता है। -50 डिग्री सेल्सियस पर, एनटीसी थर्मिस्टर का प्रतिरोध 441.117 kω है। AD7124-4/AD7124-8 द्वारा प्रदान किए गए 50 µA की न्यूनतम ड्राइव करंट 441.117 K × × 50 µa = 22 V उत्पन्न करता है, जो इस एप्लिकेशन क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश उपलब्ध ADCs की ऑपरेटिंग रेंज के बाहर और बाहर बहुत अधिक है। थर्मिस्टर्स भी आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक्स के पास जुड़े या स्थित होते हैं, इसलिए वर्तमान को चलाने के लिए प्रतिरक्षा की आवश्यकता नहीं होती है।
एक वोल्टेज डिवाइडर सर्किट के रूप में श्रृंखला में एक भावना अवरोधक को जोड़ना थर्मिस्टर के माध्यम से वर्तमान को उसके न्यूनतम प्रतिरोध मूल्य तक सीमित कर देगा। इस कॉन्फ़िगरेशन में, सेंस रेस्टर रेंसेंस का मान 25 डिग्री सेल्सियस के संदर्भ तापमान पर थर्मिस्टर प्रतिरोध के मूल्य के बराबर होना चाहिए, ताकि आउटपुट वोल्टेज 25 ° CC के नाममात्र तापमान पर संदर्भ वोल्टेज के मध्य बिंदु के बराबर हो, समान रूप से, IF 10 kω थर्मिस्टोर के साथ 10 k ° का उपयोग किया जाता है। जैसे -जैसे तापमान बदलता है, एनटीसी थर्मिस्टर का प्रतिरोध भी बदल जाता है, और थर्मिस्टर में ड्राइव वोल्टेज का अनुपात भी बदल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आउटपुट वोल्टेज एनटीसी थर्मिस्टर के प्रतिरोध के लिए आनुपातिक होता है।
यदि चयनित वोल्टेज संदर्भ थर्मिस्टर और/या rsense को बिजली देने के लिए उपयोग किया जाता है, तो माप के लिए उपयोग किए जाने वाले ADC संदर्भ वोल्टेज से मेल खाता है, सिस्टम को रेटिओमेट्रिक माप (चित्रा 7) पर सेट किया जाता है ताकि किसी भी उत्तेजना से संबंधित त्रुटि वोल्टेज स्रोत को हटाने के लिए पक्षपाती हो।
ध्यान दें कि या तो अर्थ रोकनेवाला (वोल्टेज संचालित) या संदर्भ रोकनेवाला (वर्तमान संचालित) में कम प्रारंभिक सहिष्णुता और कम बहाव होना चाहिए, क्योंकि दोनों चर पूरे सिस्टम की सटीकता को प्रभावित कर सकते हैं।
कई थर्मिस्टर्स का उपयोग करते समय, एक उत्तेजना वोल्टेज का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, प्रत्येक थर्मिस्टर का अपना सटीक सेंस रेस्पेक्ट होना चाहिए, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 8। एक अन्य विकल्प ऑन स्टेट में बाहरी मल्टीप्लेक्स या कम-प्रतिरोध स्विच का उपयोग करना है, जो एक सटीक अर्थ अवरोधक को साझा करने की अनुमति देता है। इस कॉन्फ़िगरेशन के साथ, प्रत्येक थर्मिस्टर को मापा जाने पर कुछ बसने के समय की आवश्यकता होती है।
सारांश में, एक थर्मिस्टर-आधारित तापमान माप प्रणाली को डिजाइन करते समय, विचार करने के लिए कई प्रश्न हैं: सेंसर चयन, सेंसर वायरिंग, घटक चयन ट्रेड-ऑफ, एडीसी कॉन्फ़िगरेशन, और ये विभिन्न चर सिस्टम की समग्र सटीकता को कैसे प्रभावित करते हैं। इस श्रृंखला का अगला लेख बताता है कि आपके लक्ष्य प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए अपने सिस्टम डिज़ाइन और समग्र सिस्टम त्रुटि बजट को कैसे अनुकूलित किया जाए।