चार प्रकार के तापमान सेंसर के फायदे और नुकसान

चार प्रकार के तापमान सेंसर के फायदे और नुकसान
तापमान सेंसर उत्पाद चुनना मामूली लग सकता है, लेकिन उपलब्ध उत्पादों की विविधता के कारण, यह कार्य बहुत चिंताजनक हो सकता है। यह लेख चार प्रकार के तापमान सेंसर (प्रतिरोध तापमान सेंसर (आरटीडी), थर्मोकपल, थर्मिस्टर्स, और डिजिटल और एनालॉग इंटरफेस के साथ एकीकृत सर्किट (आईसी) सेंसर) का परिचय देता है, और प्रत्येक सेंसर के फायदे और नुकसान का पता लगाता है।
सिस्टम सॉफ़्टवेयर स्तर के परिप्रेक्ष्य से, तापमान सेंसर आपके एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त है या नहीं, यह आवश्यक तापमान सीमा, सटीकता, रैखिकता, समाधान लागत, कार्य, शक्ति, समाधान विनिर्देशों और स्थापना विधियों (सतह माउंट विधि, दफन छेद प्रविष्टि) पर निर्भर करेगा। विधि, और सर्किट बोर्ड बाहरी स्थापना विधि)। पावर सर्किट के लिए आसान डिज़ाइन समाधानों के स्तर के अनुकूल होना भी आवश्यक है। (दबाव ट्रांसमीटर)
आरटीडी
जब आरटीडी के प्रतिरोध को मापते समय तापमान बदलता है, तो प्रतिक्रिया अनिवार्य रूप से रैखिक के रूप में व्यक्त की जाएगी और प्रतिरोध के रूप में व्यक्त की जाएगी। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, आरटीडी का प्रतिरोध वक्र पूरी तरह से रैखिक नहीं है, लेकिन इसमें कई विचलन हैं (इस्तेमाल की गई सीधी रेखा दिखा रहा है) लेकिन अत्यधिक पूर्वानुमानित और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हो सकता है। इस मामूली गैर-रैखिकता की भरपाई के लिए, कई डिजाइनर मापा प्रतिरोध मूल्यों को डिजिटल करते हैं और माइक्रोकंट्रोलर के भीतर लुकअप तालिकाओं का उपयोग करके सुधार कारक लागू करते हैं। विस्तृत तापमान रेंज (लगभग -250 डिग्री C से +750 डिग्री C) पर यह प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता और स्थिरता आरटीडी को ध्वनि परिशुद्धता अनुप्रयोगों में बहुत उपयोगी बनाती है, जिसमें पाइपलाइनों और बड़े कंटेनरों में तरल पदार्थ या गैसों के तापमान को मापना भी शामिल है।
आरटीडी एनालॉग सिग्नल को संसाधित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सर्किट की जटिलता अनुप्रयोग के आधार पर काफी भिन्न होती है। एम्पलीफायरों और एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स (एडीसी) जैसे घटकों का होना आवश्यक है जो अद्वितीय त्रुटियां उत्पन्न करते हैं। माप की आवश्यकता होने पर ही सेंसर को बिजली दें - यह विधि कम-शक्ति संचालन भी प्राप्त कर सकती है, लेकिन यह सर्किट को और अधिक जटिल बना देगी। इसके अलावा, नियंत्रक को प्लग इन करने के लिए आवश्यक आउटपुट पावर भी इसके आंतरिक तापमान को बढ़ा सकती है, जिससे सटीक माप की सटीकता खतरे में पड़ सकती है। केवल कुछ एमएएच का करंट, इस प्रकार का स्व-ताप प्रभाव तापमान विचलन का कारण बनेगा (जिसे ठीक किया जा सकता है, लेकिन इस पर आगे विचार किया जाना चाहिए)। इसके अलावा, कृपया याद रखें कि तार घाव प्लैटिनम आरटीडी या पतली फिल्म आरटीडी की लागत काफी अधिक हो सकती है, खासकर एकीकृत सर्किट सेंसर की लागत की तुलना में।

thermistor
थर्मिस्टर एक अन्य प्रकार का प्रतिरोधक प्रकार नियंत्रक है। उच्च-गुणवत्ता और कम कीमत वाले उत्पादों से लेकर उच्च-सटीक उत्पादों तक, कई प्रकार के थर्मिस्टर्स हैं। कम लागत, कम परिशुद्धता वाले थर्मिस्टर सरल और सटीक माप या थ्रेशोल्ड सत्यापन कार्य कर सकते हैं - इस प्रकार के वेरिस्टर के लिए कई घटकों (जैसे तुलनित्र, संदर्भ और असतत वेरिस्टर) की आवश्यकता होती है, लेकिन यह बहुत लागत प्रभावी है और इसमें असतत की प्रतिरोधी तापमान विशेषताएं होती हैं सिस्टम, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। यदि तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला को सटीक रूप से मापना आवश्यक है, तो आपको बहुत सारे रैखिककरण समाधान करने की आवश्यकता होगी। कई तापमान बिंदुओं को प्रभावी ढंग से ठीक करना आवश्यक होगा। उच्च सटीकता प्राप्त करने के लिए, इस गैर-रेखीय समस्या को हल करने में मदद के लिए अधिक महंगी और छोटी सहनशीलता वाले थर्मिस्टर सरणियों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन ये सरणियाँ आमतौर पर व्यक्तिगत थर्मिस्टर्स की तरह संवेदनशील नहीं होती हैं।
मल्टी ट्रिप पॉइंट सिस्टम की बढ़ती जटिलता और लागत के कारण, कम लागत वाले थर्मिस्टर्स का उपयोग आमतौर पर केवल सबसे कम कार्यात्मक आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जिसमें टोस्टर, कॉफी मेकर, रेफ्रिजरेटर और हेयर ड्रायर शामिल हैं। इसके अलावा, थर्मिस्टर्स को स्वयं हीटिंग की चुनौती का भी सामना करना पड़ सकता है (आमतौर पर उच्च तापमान पर, जब उनके प्रतिरोधक कम होते हैं)। आरटीडी की तरह, कम बिजली वोल्टेज पर थर्मिस्टर्स का उपयोग करने में असमर्थता का मूल कारण नहीं पाया गया है, लेकिन कृपया याद रखें कि पूर्ण आनुपातिक आउटपुट जितना कम होगा, एनालॉग-टू-डिजिटल की विशेषताओं द्वारा सीधे परिवर्तित सिस्टम की संवेदनशीलता उतनी ही कम होगी कन्वर्टर्स (एडीसी)। इस कम-शक्ति अनुप्रयोग को सर्किट की जटिलता को बढ़ाने की भी आवश्यकता है, जिससे यह शोर त्रुटियों के प्रति बहुत संवेदनशील हो जाता है। थर्मिस्टर्स -100 डिग्री से +500 डिग्री के तापमान रेंज में काम कर सकते हैं, हालांकि अधिकांश थर्मिस्टर्स की अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान रेंज +100 डिग्री से +1509 डिग्री तक होती है।
प्लेटिनम थर्मिस्टर
थर्मोकपल में विभिन्न सामग्रियों से बने दो तारों का जंक्शन शामिल होता है। उदाहरण के लिए, एक प्रकार का थर्मोकपल आयरन और कॉन्स्टेंटन से बना होता है। संपर्क 1 मापे गए तापमान पर है, जबकि संपर्क 2 और संपर्क 3 एलएम35 एनालॉग तापमान सेंसर द्वारा मापे गए अलग-अलग तापमान पर हैं। आउटपुट वोल्टेज मोटे तौर पर इन दो तापमान मूल्यों के बीच के अंतर के समानुपाती होता है।
प्लैटिनम थर्मिस्टर्स की बहुत कम संवेदनशीलता (दसियों माइक्रोवोल्ट प्रति सेल्सियस की हेवीवेट रेंज में) के कारण, आपको प्रयोग करने योग्य आउटपुट ऑपरेटिंग वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए कम ऑफसेट एम्पलीफायर का उपयोग करना होगा। थर्मोकपल की कार्य सीमा के भीतर, तापमान वोल्टेज स्थानांतरण फ़ंक्शन की गैर-रैखिकता के लिए आमतौर पर आरटीडी और थर्मोकपल की तरह क्षतिपूर्ति सर्किट या लुकअप टेबल की आवश्यकता होती है। उन्हें कम ही पता था कि इस दोष के बावजूद, प्लैटिनम थर्मिस्टर्स अभी भी बहुत फैशनेबल हैं, खासकर इलेक्ट्रिक ओवन, पानी और बिजली हीटर, भट्टियां, परीक्षण उपकरण और अन्य औद्योगिक उत्पादन समाधान जैसे अनुप्रयोगों में - क्योंकि प्लैटिनम थर्मिस्टर्स की थर्मल गुणवत्ता बहुत कम है , और ऑपरेटिंग तापमान रेंज (ऑपरेटिंग तापमान को लगभग 2300 डिग्री तक बढ़ाया जा सकता है) बहुत जटिल है, (तापमान सेंसर)

आईसी नियंत्रक
आईसी सेंसर -55 डिग्री सेल्सियस से +150 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज के भीतर काम करता है। कुछ|C सेंसर +200 डिग्री तक काम करते हैं। विभिन्न एकीकृत आईसी सेंसर हैं, और सबसे आम चार एनालॉग आउटपुट डिवाइस, डिजिटल इंटरफ़ेस डिवाइस, रिमोट तापमान सेंसर और तापमान नियामक कार्यों के साथ एकीकृत आईसी सेंसर हैं! सी सेंसर (तापमान स्विच)। प्रस्तावित आउटपुट घटक (आमतौर पर ऑपरेटिंग वोल्टेज आउटपुट, लेकिन कुछ में बैकअप पावर फ्लो आउटपुट भी होता है) आउटपुट डेटा सिग्नल को बुद्धिमानी से हल करने के लिए एडीसी का उपयोग करते समय सबसे अधिक संभावना निष्क्रिय समाधान होते हैं। डिजिटल इंटरफ़ेस डिवाइस आमतौर पर अंतर्निहित ADC के साथ दोहरे तार इंटरफ़ेस (12C या PMBus) का उपयोग करते हैं
स्थानीय तापमान सेंसर के अलावा, रिमोट तापमान सेंसर में रिमोट डायोड के तापमान की निगरानी के लिए पथ या कई इनपुट भी होते हैं, और सबसे उच्च एकीकृत डिजिटल आईसी (जैसे प्रोसेसर या फील्ड प्रोग्रामेबल गेट ऐरे [एफपीजीए]) में व्यवस्थित होते हैं। तापमान सीमा तक पहुंचने पर तापमान नियामक एक साधारण अलार्म जारी कर सकता है।
एकीकृत सर्किट सेंसर का उपयोग करने के कई फायदे हैं, जिनमें शामिल हैं: कम बिजली की खपत; छोटे पैकेजिंग उत्पाद प्रदान कर सकते हैं (कुछ आकार {{0}}.8 मिमी x 0.8 मिमी जितने छोटे); कुछ अनुप्रयोगों में कम डिवाइस लागत भी प्राप्त की जा सकती है। इसके अलावा, चूंकि एकीकृत सर्किट सेंसर को उत्पादन परीक्षण के दौरान कैलिब्रेट किया जाता है, इसलिए आगे कैलिब्रेशन आवश्यक नहीं है। इनका उपयोग आमतौर पर फिटनेस ट्रैकिंग अनुप्रयोगों, पहनने योग्य उत्पादों, कंप्यूटिंग सिस्टम, डेटा रिकॉर्डर और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में किया जाता है।
अनुभवी सर्किट बोर्ड डिजाइनर अंतिम उत्पाद आवश्यकताओं के आधार पर सबसे उपयुक्त समाधान का उपयोग करेंगे। तालिका 1 प्रत्येक तापमान सेंसर के सापेक्ष लाभ/श्रम क्षमता को दर्शाती है। (दाबानुकूलित संवेदक)
एलडीओ का चयन कैसे करें
एलडीओ का ईएसआर
वर्तमान प्रकार बक ट्रांसफर फ़ंक्शन (गणना, विश्लेषण)
एलडीओ और डीसी/डीसी स्विचिंग बिजली आपूर्ति के बीच अंतर की खोज
हल्के भार और रक्तचाप कम करने वाले कन्वर्टर्स की उच्च दक्षता में सुधार के लिए एलडीओ पर कैसे भरोसा करें
एलडीओ के लिए एलओटी में बिजली बचाने के दो तरीके