थर्मिस्टरमा आधारित तापक्रम मापन प्रणालीलाई अप्टिमाइज गर्दै: एउटा चुनौती

यो दुई भागको श्रृंखलामा पहिलो लेख हो। यस लेखले पहिले इतिहास र डिजाइन चुनौतीहरू छलफल गर्नेछthermistor आधारित तापमानमापन प्रणालीहरू, साथै प्रतिरोध थर्मामीटर (RTD) तापमान मापन प्रणालीहरूसँग तिनीहरूको तुलना। यसले थर्मिस्टरको छनोट, कन्फिगरेसन ट्रेड-अफहरू, र यस अनुप्रयोग क्षेत्रमा सिग्मा-डेल्टा एनालग-देखि-डिजिटल कन्भर्टरहरू (ADCs) को महत्त्व पनि वर्णन गर्नेछ। दोस्रो लेखले अन्तिम थर्मिस्टर-आधारित मापन प्रणालीलाई कसरी अनुकूलन र मूल्याङ्कन गर्ने भनेर विस्तार गर्नेछ।
अघिल्लो लेख श्रृंखला मा वर्णन गरिए अनुसार, RTD तापमान सेन्सर प्रणाली अनुकूलन, एक RTD एक प्रतिरोधक हो जसको प्रतिरोध तापमान संग भिन्न हुन्छ। थर्मिस्टहरूले RTDs जस्तै काम गर्छन्। RTDs को विपरीत, जसमा केवल सकारात्मक तापक्रम गुणांक हुन्छ, थर्मिस्टरमा सकारात्मक वा नकारात्मक तापक्रम गुणांक हुन सक्छ। नकारात्मक तापमान गुणांक (NTC) थर्मिस्टरहरूले तापक्रम बढ्दै जाँदा तिनीहरूको प्रतिरोध कम गर्दछ, जबकि सकारात्मक तापमान गुणांक (PTC) थर्मिस्टहरूले तापक्रम बढ्दै जाँदा तिनीहरूको प्रतिरोध बढाउँछन्। अंजीर मा। 1 ले विशिष्ट NTC र PTC थर्मिस्टरहरूको प्रतिक्रिया विशेषताहरू देखाउँछ र RTD वक्रहरूसँग तुलना गर्दछ।
तापक्रम दायराको सन्दर्भमा, RTD वक्र लगभग रेखीय छ, र थर्मिस्टरको गैर-रैखिक (घातीय) प्रकृतिको कारणले सेन्सरले थर्मिस्टर्स (सामान्यतया -200°C देखि +850°C) भन्दा धेरै फराकिलो तापमान दायरा कभर गर्दछ। RTD हरू सामान्यतया प्रख्यात मानकीकृत वक्रहरूमा प्रदान गरिन्छ, जबकि थर्मिस्टर कर्भहरू निर्माताद्वारा भिन्न हुन्छन्। हामी यस लेखको थर्मिस्टर चयन गाइड खण्डमा विस्तृत रूपमा छलफल गर्नेछौं।
थर्मिस्टरहरू मिश्रित सामग्रीहरू, सामान्यतया सिरेमिकहरू, पोलिमरहरू, वा अर्धचालकहरू (सामान्यतया धातुको अक्साइडहरू) र शुद्ध धातुहरू (प्लेटिनम, निकल, वा तामा) बाट बनाइन्छ। थर्मिस्टहरूले RTDs भन्दा छिटो तापक्रम परिवर्तनहरू पत्ता लगाउन सक्छन्, छिटो प्रतिक्रिया प्रदान गर्दै। तसर्थ, थर्मिस्टरहरू सामान्यतया कम लागत, सानो आकार, छिटो प्रतिक्रिया, उच्च संवेदनशीलता, र सीमित तापमान दायरा, जस्तै इलेक्ट्रोनिक्स नियन्त्रण, घर र भवन नियन्त्रण, वैज्ञानिक प्रयोगशालाहरू, वा व्यावसायिक रूपमा थर्मोकलहरूको लागि चिसो जंक्शन क्षतिपूर्ति आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूमा सेन्सरहरूद्वारा प्रयोग गरिन्छ। वा औद्योगिक अनुप्रयोगहरू। उद्देश्यहरू। अनुप्रयोगहरू।
धेरैजसो अवस्थामा, NTC थर्मिस्टरहरू सही तापक्रम मापनका लागि प्रयोग गरिन्छ, PTC थर्मिस्टरहरू होइन। केहि PTC थर्मिस्टरहरू उपलब्ध छन् जुन ओभरकरेन्ट सुरक्षा सर्किटहरूमा वा सुरक्षा अनुप्रयोगहरूको लागि रिसेटयोग्य फ्यूजको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। PTC थर्मिस्टरको प्रतिरोध-तापमान वक्रले स्विच पोइन्ट (वा क्युरी पोइन्ट) मा पुग्नु अघि एक धेरै सानो NTC क्षेत्र देखाउँदछ, जसको माथि धेरै डिग्री सेल्सियसको दायरामा म्याग्निच्युडको धेरै अर्डरहरूद्वारा प्रतिरोध तीव्र रूपमा बढ्छ। ओभरकरेन्ट अवस्थाहरूमा, PTC थर्मिस्टरले बलियो स्व-ताप उत्पन्न गर्नेछ जब स्विचिंग तापमान नाघेको छ, र यसको प्रतिरोध तीव्र रूपमा बढ्नेछ, जसले प्रणालीमा इनपुट वर्तमान घटाउनेछ, जसले गर्दा क्षतिलाई रोक्छ। PTC thermistors को स्विचिंग बिन्दु सामान्यतया 60°C र 120°C को बीचमा हुन्छ र अनुप्रयोगहरूको विस्तृत दायरामा तापमान मापन नियन्त्रण गर्न उपयुक्त छैन। यो लेख NTC थर्मिस्टर्समा केन्द्रित छ, जसले सामान्यतया -80°C देखि +150°C सम्मको तापक्रम मापन वा निगरानी गर्न सक्छ। NTC थर्मिस्टरहरूसँग 25 डिग्री सेल्सियसमा केही ओमदेखि 10 MΩ सम्मको प्रतिरोध मूल्याङ्कन हुन्छ। अंजीर मा देखाइएको छ। 1, थर्मिस्टरहरूको लागि प्रति डिग्री सेल्सियस प्रतिरोधमा परिवर्तन प्रतिरोध थर्मोमिटरहरू भन्दा बढी स्पष्ट छ। थर्मिस्टर्सको तुलनामा, थर्मिस्टरको उच्च संवेदनशीलता र उच्च प्रतिरोधी मानले यसको इनपुट सर्किटरीलाई सरल बनाउँछ, किनभने थर्मिस्टर्सलाई नेतृत्व प्रतिरोधको क्षतिपूर्ति गर्न 3-तार वा 4-तार जस्ता कुनै विशेष तार कन्फिगरेसनको आवश्यकता पर्दैन। थर्मिस्टर डिजाइनले साधारण २-तार कन्फिगरेसन मात्र प्रयोग गर्दछ।
उच्च परिशुद्धता थर्मिस्टर-आधारित तापक्रम मापनको लागि सटीक संकेत प्रशोधन, एनालग-देखि-डिजिटल रूपान्तरण, रेखीयकरण, र क्षतिपूर्ति चाहिन्छ, जस्तै चित्रमा देखाइएको छ। २.
यद्यपि सिग्नल चेन सरल लाग्न सक्छ, त्यहाँ धेरै जटिलताहरू छन् जसले सम्पूर्ण मदरबोर्डको आकार, लागत, र प्रदर्शनलाई असर गर्छ। ADI को परिशुद्धता ADC पोर्टफोलियोले धेरै एकीकृत समाधानहरू समावेश गर्दछ, जस्तै AD7124-4/AD7124-8, जसले थर्मल प्रणाली डिजाइनको लागि धेरै फाइदाहरू प्रदान गर्दछ किनकि एप्लिकेसनको लागि आवश्यक अधिकांश भवन ब्लकहरू निर्मित हुन्छन्। यद्यपि, थर्मिस्टरमा आधारित तापक्रम मापन समाधानहरू डिजाइन र अनुकूलन गर्नमा विभिन्न चुनौतीहरू छन्।
यस लेखले यी प्रत्येक मुद्दाहरू छलफल गर्दछ र तिनीहरूलाई समाधान गर्न र त्यस्ता प्रणालीहरूको लागि डिजाइन प्रक्रियालाई थप सरल बनाउन सिफारिसहरू प्रदान गर्दछ।
त्यहाँ एक विस्तृत विविधता छन्NTC थर्मिस्टर्सआज बजारमा, त्यसैले तपाइँको अनुप्रयोगको लागि सही थर्मिस्टर छनोट गर्नु एक चुनौतीपूर्ण कार्य हुन सक्छ। नोट गर्नुहोस् कि थर्मिस्टरहरू तिनीहरूको नाममात्र मानद्वारा सूचीबद्ध छन्, जुन तिनीहरूको 25 डिग्री सेल्सियसमा नाममात्र प्रतिरोध हो। त्यसकारण, 10 kΩ थर्मिस्टरको 25 डिग्री सेल्सियसमा 10 kΩ को नाममात्र प्रतिरोध हुन्छ। थर्मिस्टर्ससँग केही ओमदेखि १० MΩ सम्मको नाममात्र वा आधारभूत प्रतिरोध मानहरू हुन्छन्। कम प्रतिरोधी मूल्याङ्कन भएका थर्मिस्टरहरूले (१० kΩ वा कमको नाममात्र प्रतिरोध) सामान्यतया तल्लो तापमान दायराहरूलाई समर्थन गर्दछ, जस्तै -50°C देखि +70°C। उच्च प्रतिरोधी मूल्याङ्कन भएका थर्मिस्टरहरूले 300 डिग्री सेल्सियससम्म तापक्रम सहन सक्छ।
थर्मिस्टर तत्व धातु अक्साइड बनेको छ। थर्मिस्टरहरू बल, रेडियल र एसएमडी आकारहरूमा उपलब्ध छन्। थर्मिस्टर मोतीहरू थप सुरक्षाको लागि इपोक्सी लेपित वा गिलास इनक्याप्सुलेटेड हुन्छन्। इपोक्सी लेपित बल थर्मिस्टर्स, रेडियल र सतह थर्मिस्टरहरू 150 डिग्री सेल्सियस सम्मको तापक्रमको लागि उपयुक्त छन्। गिलास मनका थर्मिस्टरहरू उच्च तापमान मापनको लागि उपयुक्त छन्। सबै प्रकारका कोटिंग्स/प्याकेजिङले पनि क्षरणबाट जोगाउँछ। केही थर्मिस्टरहरूसँग कठोर वातावरणमा थप सुरक्षाको लागि अतिरिक्त आवासहरू पनि हुनेछन्। मनका थर्मिस्टर्ससँग रेडियल/एसएमडी थर्मिस्टर्स भन्दा छिटो प्रतिक्रिया समय हुन्छ। यद्यपि, तिनीहरू त्यति टिकाउ छैनन्। त्यसकारण, प्रयोग गरिएको थर्मिस्टरको प्रकार अन्तिम अनुप्रयोग र थर्मिस्टर अवस्थित वातावरणमा निर्भर गर्दछ। थर्मिस्टरको दीर्घकालीन स्थिरता यसको सामग्री, प्याकेजिङ्ग र डिजाइनमा निर्भर गर्दछ। उदाहरण को लागी, एक epoxy-लेपित NTC thermistor प्रति वर्ष 0.2°C परिवर्तन गर्न सक्छ, जबकि एक सिल गरिएको थर्मिस्टर प्रति वर्ष 0.02°C मात्र परिवर्तन हुन्छ।
थर्मिस्टरहरू विभिन्न शुद्धतामा आउँछन्। मानक थर्मिस्टर्समा सामान्यतया ०.५ डिग्री सेल्सियस देखि १.५ डिग्री सेल्सियसको शुद्धता हुन्छ। थर्मिस्टर प्रतिरोध मूल्याङ्कन र बीटा मान (25°C देखि 50°C/85°C को अनुपात) एक सहनशीलता छ। नोट गर्नुहोस् कि थर्मिस्टरको बिटा मान निर्माता अनुसार फरक हुन्छ। उदाहरणका लागि, विभिन्न निर्माताहरूबाट 10 kΩ NTC थर्मिस्टरहरू फरक बिटा मानहरू हुनेछन्। अधिक सटीक प्रणालीहरूको लागि, थर्मिस्टरहरू जस्तै Omega™ 44xxx श्रृंखलाहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। तिनीहरूको 0.1°C वा 0.2°C को 0°C देखि 70°C सम्मको तापक्रम दायरामा शुद्धता हुन्छ। तसर्थ, तापक्रमको दायरा जुन मापन गर्न सकिन्छ र त्यो तापक्रम दायरामा आवश्यक सटीकताले थर्मिस्टरहरू यो अनुप्रयोगको लागि उपयुक्त छन् कि छैनन् भनेर निर्धारण गर्दछ। कृपया ध्यान दिनुहोस् कि Omega 44xxx श्रृंखलाको उच्च शुद्धता, उच्च लागत।
प्रतिरोधलाई डिग्री सेल्सियसमा रूपान्तरण गर्न, बिटा मान सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ। बिटा मान दुई तापक्रम बिन्दुहरू र प्रत्येक तापक्रम बिन्दुमा सम्बन्धित प्रतिरोधहरू थाहा पाएर निर्धारण गरिन्छ।
RT1 = तापमान प्रतिरोध 1 RT2 = तापमान प्रतिरोध 2 T1 = तापमान 1 (K) T2 = तापमान 2 (K)
प्रयोगकर्ताले परियोजनामा ​​प्रयोग गरिएको तापमान दायराको नजिकको बिटा मान प्रयोग गर्दछ। धेरै थर्मिस्टर डाटाशीटहरूले 25 डिग्री सेल्सियसमा प्रतिरोध सहिष्णुता र बीटा मानको लागि सहिष्णुता सहित बीटा मान सूचीबद्ध गर्दछ।
उच्च परिशुद्धता थर्मिस्टरहरू र उच्च परिशुद्धता समाप्ति समाधानहरू जस्तै Omega 44xxx श्रृंखलाले प्रतिरोधलाई डिग्री सेल्सियसमा रूपान्तरण गर्न Steinhart-Hart समीकरण प्रयोग गर्दछ। समीकरण 2 लाई सेन्सर निर्माता द्वारा प्रदान गरिएको तीन स्थिरांक A, B, र C आवश्यक छ। किनभने समीकरण गुणांकहरू तीन तापक्रम बिन्दुहरू प्रयोग गरेर उत्पन्न हुन्छन्, परिणामस्वरूप समीकरणले रेखीयकरण (सामान्यतया ०.०२ डिग्री सेल्सियस) द्वारा प्रस्तुत त्रुटिलाई कम गर्छ।
A, B र C तीनवटा तापक्रम सेटबिन्दुहरूबाट व्युत्पन्न स्थिर हुन्छन्। R = थर्मिस्टर प्रतिरोध ओममा T = तापमान K डिग्रीमा
अंजीर मा। 3 ले सेन्सरको हालको उत्तेजना देखाउँछ। ड्राइभ करन्ट थर्मिस्टरमा लागू गरिन्छ र उही वर्तमान परिशुद्धता प्रतिरोधकमा लागू हुन्छ; परिशुद्धता प्रतिरोधक मापनको लागि सन्दर्भको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। सन्दर्भ प्रतिरोधकको मान थर्मिस्टर प्रतिरोधको उच्चतम मान भन्दा बढी वा बराबर हुनुपर्छ (प्रणालीमा मापन गरिएको न्यूनतम तापक्रममा निर्भर गर्दै)।
उत्तेजना वर्तमान चयन गर्दा, thermistor को अधिकतम प्रतिरोध फेरि खातामा लिनु पर्छ। यसले सुनिश्चित गर्दछ कि सेन्सर र सन्दर्भ प्रतिरोधक भरि भोल्टेज सधैं इलेक्ट्रोनिक्सको लागि स्वीकार्य स्तरमा छ। फिल्ड हालको स्रोतलाई केही हेडरूम वा आउटपुट मिल्दो आवश्यकता छ। यदि थर्मिस्टरको न्यूनतम मापनयोग्य तापक्रममा उच्च प्रतिरोध छ भने, यसले धेरै कम ड्राइभ प्रवाहको परिणाम दिन्छ। त्यसैले, उच्च तापक्रममा थर्मिस्टरमा उत्पन्न हुने भोल्टेज सानो हुन्छ। प्रोग्रामेबल लाभ चरणहरू यी निम्न स्तर संकेतहरूको मापन अनुकूलन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यद्यपि, लाभलाई गतिशील रूपमा प्रोग्राम गरिएको हुनुपर्छ किनभने थर्मिस्टरबाट संकेत स्तर तापक्रमसँग धेरै फरक हुन्छ।
अर्को विकल्प भनेको लाभ सेट गर्नु हो तर गतिशील ड्राइभ वर्तमान प्रयोग गर्नुहोस्। तसर्थ, थर्मिस्टरबाट सिग्नल स्तर परिवर्तन हुँदा, ड्राइभको हालको मान गतिशील रूपमा परिवर्तन हुन्छ ताकि थर्मिस्टरमा विकसित भोल्टेज इलेक्ट्रोनिक उपकरणको निर्दिष्ट इनपुट दायरा भित्र हुन्छ। प्रयोगकर्ताले यो सुनिश्चित गर्नुपर्दछ कि सन्दर्भ प्रतिरोधकमा विकसित भोल्टेज पनि इलेक्ट्रोनिक्सको लागि स्वीकार्य स्तरमा छ। दुबै विकल्पहरूलाई उच्च स्तरको नियन्त्रण चाहिन्छ, थर्मिस्टरमा भोल्टेजको निरन्तर निगरानी आवश्यक छ ताकि इलेक्ट्रोनिक्सले संकेत नाप्न सक्छ। त्यहाँ एक सजिलो विकल्प छ? भोल्टेज उत्तेजनालाई विचार गर्नुहोस्।
जब DC भोल्टेज थर्मिस्टरमा लागू हुन्छ, थर्मिस्टरको प्रतिरोध परिवर्तन हुँदा थर्मिस्टरको माध्यमबाट वर्तमान स्वचालित रूपमा मापन हुन्छ। अब, सन्दर्भ प्रतिरोधकको सट्टा एक सटीक मापन प्रतिरोधक प्रयोग गरेर, यसको उद्देश्य थर्मिस्टर मार्फत प्रवाहको गणना गर्नु हो, यसरी थर्मिस्टर प्रतिरोध गणना गर्न अनुमति दिन्छ। किनकि ड्राइभ भोल्टेज पनि ADC सन्दर्भ संकेतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, कुनै लाभ चरण आवश्यक छैन। प्रोसेसरसँग थर्मिस्टर भोल्टेजको निगरानी गर्ने काम छैन, संकेत स्तर इलेक्ट्रोनिक्सद्वारा मापन गर्न सकिन्छ कि भनेर निर्धारण गर्ने, र कुन ड्राइभ लाभ/वर्तमान मूल्य समायोजन गर्न आवश्यक छ भनेर गणना गर्ने। यो यस लेखमा प्रयोग गरिएको विधि हो।
यदि थर्मिस्टरसँग सानो प्रतिरोध मूल्याङ्कन र प्रतिरोध दायरा छ भने, भोल्टेज वा वर्तमान उत्तेजना प्रयोग गर्न सकिन्छ। यस अवस्थामा, ड्राइभ वर्तमान र लाभ निश्चित गर्न सकिन्छ। यसरी, सर्किट चित्र 3 मा देखाइए अनुसार हुनेछ। यो विधि सुविधाजनक छ कि यो सेन्सर र सन्दर्भ रेसिस्टर मार्फत वर्तमान नियन्त्रण गर्न सम्भव छ, जुन कम पावर अनुप्रयोगहरूमा मूल्यवान छ। थप रूपमा, थर्मिस्टरको आत्म-ताप कम गरिएको छ।
भोल्टेज उत्तेजना पनि कम प्रतिरोध मूल्याङ्कन संग थर्मिस्टर्स को लागी प्रयोग गर्न सकिन्छ। यद्यपि, प्रयोगकर्ताले सधैं सेन्सर मार्फत वर्तमान सेन्सर वा अनुप्रयोगको लागि धेरै उच्च छैन भनेर सुनिश्चित गर्नुपर्छ।
भोल्टेज उत्तेजनाले ठूलो प्रतिरोध रेटिंग र फराकिलो तापमान दायराको साथ थर्मिस्टर प्रयोग गर्दा कार्यान्वयनलाई सरल बनाउँछ। ठूलो नाममात्र प्रतिरोधले मूल्याङ्कन गरिएको वर्तमानको स्वीकार्य स्तर प्रदान गर्दछ। यद्यपि, डिजाइनरहरूले यो सुनिश्चित गर्न आवश्यक छ कि वर्तमान एप्लिकेसन द्वारा समर्थित सम्पूर्ण तापमान दायरा मा स्वीकार्य स्तर मा छ।
थर्मिस्टर मापन प्रणाली डिजाइन गर्दा सिग्मा-डेल्टा ADCs ले धेरै फाइदाहरू प्रदान गर्दछ। पहिलो, किनभने सिग्मा-डेल्टा ADC ले एनालग इनपुटको पुन: नमूना बनाउँछ, बाह्य फिल्टरिङलाई न्यूनतम राखिएको छ र मात्र आवश्यकता भनेको साधारण RC फिल्टर हो। तिनीहरूले फिल्टर प्रकार र आउटपुट बाउड दरमा लचिलोपन प्रदान गर्दछ। बिल्ट-इन डिजिटल फिल्टरिंग मुख्य संचालित उपकरणहरूमा कुनै पनि हस्तक्षेप दबाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ। 24-बिट यन्त्रहरू जस्तै AD7124-4/AD7124-8 मा 21.7 बिट सम्मको पूर्ण रिजोलुसन हुन्छ, त्यसैले तिनीहरूले उच्च रिजोल्युसन प्रदान गर्छन्।
सिग्मा-डेल्टा एडीसीको प्रयोगले थर्मिस्टर डिजाइनलाई धेरै सरल बनाउँछ जबकि स्पेसिफिकेशन, प्रणाली लागत, बोर्ड स्पेस, र बजारमा समय घटाउँछ।
यस लेखले AD7124-4/AD7124-8 लाई ADC को रूपमा प्रयोग गर्दछ किनभने तिनीहरू कम आवाज, कम वर्तमान, निर्मित PGA, निर्मित सन्दर्भ, एनालग इनपुट, र सन्दर्भ बफरको साथ सटीक ADCs हुन्।
तपाईंले ड्राइभको वर्तमान वा ड्राइभ भोल्टेज प्रयोग गरिरहनुभएको भए तापनि, एक अनुपातिक कन्फिगरेसन सिफारिस गरिन्छ जसमा सन्दर्भ भोल्टेज र सेन्सर भोल्टेज एउटै ड्राइभ स्रोतबाट आउँछन्। यसको मतलब उत्तेजना स्रोतमा कुनै पनि परिवर्तनले मापनको शुद्धतालाई असर गर्दैन।
अंजीर मा। 5 ले थर्मिस्टर र प्रेसिजन रेसिस्टर RREF को लागि स्थिर ड्राइभ वर्तमान देखाउँदछ, RREF मा विकसित भोल्टेज थर्मिस्टर मापनको लागि सन्दर्भ भोल्टेज हो।
फिल्ड वर्तमान सही हुनु आवश्यक छैन र यो कन्फिगरेसन मा फिल्ड वर्तमान मा कुनै त्रुटि हटाइने भएकोले कम स्थिर हुन सक्छ। सामान्यतया, सेन्सर टाढाको स्थानहरूमा अवस्थित हुँदा उच्च संवेदनशीलता नियन्त्रण र राम्रो आवाज प्रतिरोधात्मक क्षमताको कारणले भोल्टेज उत्तेजना भन्दा वर्तमान उत्तेजनालाई प्राथमिकता दिइन्छ। यस प्रकारको पूर्वाग्रह विधि सामान्यतया RTDs वा कम प्रतिरोधी मानहरू भएका थर्मिस्टहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ। यद्यपि, उच्च प्रतिरोध मान र उच्च संवेदनशीलता भएको थर्मिस्टरको लागि, प्रत्येक तापमान परिवर्तनले उत्पन्न हुने संकेत स्तर ठूलो हुनेछ, त्यसैले भोल्टेज उत्तेजना प्रयोग गरिन्छ। उदाहरण को लागी, 10 kΩ थर्मिस्टर को 25 डिग्री सेल्सियस मा 10 kΩ को प्रतिरोध छ। -50°C मा, NTC थर्मिस्टरको प्रतिरोध 441.117 kΩ हो। AD7124-4/AD7124-8 द्वारा प्रदान गरिएको 50 µA को न्यूनतम ड्राइभ वर्तमानले 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V उत्पन्न गर्दछ, जुन धेरै उच्च छ र यो अनुप्रयोग क्षेत्रमा प्रयोग हुने सबै भन्दा उपलब्ध ADC हरूको सञ्चालन दायरा बाहिर छ। थर्मिस्टरहरू पनि सामान्यतया जडान वा इलेक्ट्रोनिक्सको नजिकै अवस्थित हुन्छन्, त्यसैले वर्तमान ड्राइभ गर्न प्रतिरक्षा आवश्यक पर्दैन।
भोल्टेज डिभाइडर सर्किटको रूपमा शृङ्खलामा सेन्स रेसिस्टर थप्दा थर्मिस्टरको माध्यमबाट प्रवाहलाई यसको न्यूनतम प्रतिरोध मानमा सीमित गर्नेछ। यस कन्फिगरेसनमा, सेन्स रेसिस्टर RSENSE को मान 25°C को सन्दर्भ तापमानमा थर्मिस्टर प्रतिरोधको मान बराबर हुनुपर्छ, ताकि आउटपुट भोल्टेज यसको नाममात्र तापक्रममा सन्दर्भ भोल्टेजको मध्यबिन्दु बराबर हुनेछ। 25°CC त्यसै गरी, यदि 25°C मा 10 kΩ प्रतिरोधक 10 kΩ थर्मिस्टर प्रयोग गरिन्छ भने, RSENSE 10 kΩ हुनुपर्छ। तापक्रम परिवर्तन हुँदा, NTC thermistor को प्रतिरोध पनि परिवर्तन हुन्छ, र thermistor भरि ड्राइभ भोल्टेज को अनुपात पनि परिवर्तन हुन्छ, परिणामस्वरूप आउटपुट भोल्टेज NTC thermistor को प्रतिरोध को समानुपातिक हुन्छ।
यदि थर्मिस्टर र/वा RSENSE लाई पावर गर्न प्रयोग गरिएको चयन गरिएको भोल्टेज सन्दर्भ मापनको लागि प्रयोग गरिएको ADC सन्दर्भ भोल्टेजसँग मेल खान्छ भने, प्रणालीलाई अनुपातमितीय मापन (चित्र 7) मा सेट गरिएको छ ताकि कुनै पनि उत्तेजना-सम्बन्धित त्रुटि भोल्टेज स्रोत हटाउन पक्षपाती हुनेछ।
ध्यान दिनुहोस् कि या त सेन्स रेसिस्टर (भोल्टेज चालित) वा सन्दर्भ रेसिस्टर (वर्तमान चालित) मा कम प्रारम्भिक सहिष्णुता र कम बहाव हुनु पर्छ, किनकि दुबै चरहरूले सम्पूर्ण प्रणालीको शुद्धतालाई असर गर्न सक्छ।
धेरै थर्मिस्टर्स प्रयोग गर्दा, एक उत्तेजना भोल्टेज प्रयोग गर्न सकिन्छ। यद्यपि, प्रत्येक थर्मिस्टरको आफ्नै परिशुद्धता सेन्स प्रतिरोधक हुनुपर्छ, जस्तै चित्रमा देखाइएको छ। 8. अर्को विकल्प भनेको बाह्य मल्टिप्लेक्सर वा कम-प्रतिरोधी स्विच अन स्टेटमा प्रयोग गर्नु हो, जसले एक सटीक सेन्स प्रतिरोधक साझेदारी गर्न अनुमति दिन्छ। यस कन्फिगरेसनको साथ, प्रत्येक थर्मिस्टरलाई मापन गर्दा केही समय बस्ने समय चाहिन्छ।
संक्षेपमा, थर्मिस्टर-आधारित तापक्रम मापन प्रणाली डिजाइन गर्दा, विचार गर्न धेरै प्रश्नहरू छन्: सेन्सर चयन, सेन्सर तारिङ, कम्पोनेन्ट चयन ट्रेड-अफ, ADC कन्फिगरेसन, र कसरी यी विभिन्न चरहरूले प्रणालीको समग्र शुद्धतालाई असर गर्छ। यस शृङ्खलाको अर्को लेखले तपाइँको लक्ष्य प्रदर्शन प्राप्त गर्न तपाइँको प्रणाली डिजाइन र समग्र प्रणाली त्रुटि बजेटलाई कसरी अनुकूलन गर्ने भनेर वर्णन गर्दछ।