Como fornecedor de termistores, muitas vezes me perguntam sobre a aplicação prática de termistores em circuitos de compensação de temperatura. A compensação de temperatura é crucial em muitos dispositivos eletrônicos, pois ajuda a manter a estabilidade e a precisão do desempenho do sistema sob diferentes condições de temperatura. Nesta postagem do blog, compartilharei algumas idéias sobre como usar efetivamente um termistor em um circuito de compensação de temperatura.
Entendendo termistores
Antes de investigar os circuitos de compensação de temperatura, é essencial entender o que são os termistores. Um termistor é um tipo de resistor cuja resistência muda com a temperatura. Existem dois tipos principais de termistores: coeficiente de temperatura negativa (NTC) e coeficiente de temperatura positivo (PTC). Os termistores NTC têm uma diminuição na resistência à medida que a temperatura aumenta, enquanto os termistores de PTC exibem um aumento na resistência com o aumento da temperatura. Nos circuitos de compensação de temperatura, os termistores NTC são mais comumente usados devido à sua alta sensibilidade e resposta relativamente linear em uma ampla faixa de temperatura.
O princípio da compensação de temperatura
O princípio básico da compensação de temperatura é neutralizar os efeitos da temperatura em outros componentes em um circuito. Por exemplo, em um circuito de referência de tensão, a tensão de saída pode variar com a temperatura devido ao coeficiente de temperatura dos resistores ou outros componentes ativos. Ao adicionar um termistor ao circuito, podemos ajustar a resistência geral de uma maneira que compensa as alterações induzidas pela temperatura nos outros componentes, mantendo assim uma saída estável.
Projetando um circuito de compensação de temperatura com um termistor
Aqui estão as etapas gerais para projetar um circuito de compensação de temperatura usando um termistor NTC:
Etapa 1: Identifique o componente a ser compensado
Primeiro, você precisa determinar qual componente no circuito é mais afetado pela temperatura. Pode ser um resistor, um capacitor ou um dispositivo ativo, como um amplificador operacional. Meça o coeficiente de temperatura desse componente para entender como seu desempenho muda com a temperatura.
Etapa 2: selecione o termistor apropriado
Com base na faixa de temperatura e nos requisitos de compensação do circuito, escolha um termistor NTC com características adequadas. Considere fatores como o valor de resistência a uma temperatura específica (por exemplo, 25 ° C), o valor B (que descreve a relação de resistência à temperatura) e a tolerância. Por exemplo, se você estiver projetando um sistema de alarme de incêndio, considere usar umTermistor de alarme de incêndio de 100kou aSensor de termistor de alarme de incêndio, que são projetados especificamente para aplicações de alta temperatura com tempos de resposta rápidos.
Etapa 3: determine a configuração do circuito
Existem várias maneiras de incorporar um termistor em um circuito de compensação de temperatura. Um método comum é usar o termistor em uma configuração de divisor de tensão. Em um divisor de tensão, o termistor é conectado em série com um resistor fixo e a tensão de saída é tomada em todo o termistor ou no resistor fixo. À medida que a temperatura muda, a resistência das mudanças no termistor, o que, por sua vez, altera a tensão de saída do divisor de tensão. Essa tensão de saída pode ser usada para ajustar o viés ou o ganho do componente que está sendo compensado.
Aqui está um exemplo simples de um circuito de divisor de tensão com um termistor NTC:
+Vcc | R1 | +--- VOUT | Termistor (NTC) | GndNeste circuito, R1 é um resistor fixo e o termistor é conectado em série com ele. A tensão de saída VOUT pode ser calculada usando a fórmula do divisor de tensão:
[V_ {out} = v_ {cc} \ times \ frac {r_ {thermistor}} {r_ {1}+r_ {thermistor}}]
À medida que a temperatura aumenta, a resistência do termistor NTC diminui, fazendo com que o VOUT mude de acordo.
Etapa 4: Calcule os parâmetros do circuito
Para otimizar o efeito de compensação, você precisa calcular os valores do resistor fixo R1 e outros componentes no circuito. Isso envolve o uso do coeficiente de temperatura do componente que está sendo compensado e da relação de resistência à temperatura do termistor. Você pode usar modelos matemáticos ou ferramentas de simulação para executar esses cálculos.
Por exemplo, se você conhece o coeficiente de temperatura de um resistor R2 que deseja compensar e selecionou um termistor NTC com um valor B conhecido, você pode calcular o valor de R1, de modo que a mudança na VOUT devido à mudança de resistência do termistor compense a mudança no desempenho do R2 sobre a faixa de temperatura desejada.
Etapa 5: teste e ajuste o circuito
Depois de construir o circuito de compensação de temperatura, teste -o sob diferentes condições de temperatura para avaliar seu desempenho. Meça a saída do componente que está sendo compensado e compare -o com o valor desejado. Se necessário, faça ajustes nos parâmetros do circuito, como o valor de R1 ou a escolha do termistor, para obter o melhor efeito de compensação.
Considerações práticas
Ao usar um termistor em um circuito de compensação de temperatura, há várias considerações práticas a serem lembradas:
Acoplamento térmico
Verifique se o termistor está em bom contato térmico com o componente que está sendo compensado. Isso pode ser alcançado usando pasta térmica ou montando fisicamente o termistor próximo ao componente. O mau acoplamento térmico pode resultar em compensação imprecisa, pois o termistor pode não sentir com precisão a temperatura do componente.
Auto-aquecimento
Os termistores podem gerar calor quando a corrente flui através deles, o que pode afetar sua resistência e introduzir erros na compensação. Para minimizar o auto-aquecimento, use uma corrente baixa no circuito ou selecione um termistor com uma classificação de baixa potência.
Ruído e interferência
Os termistores podem ser sensíveis ao ruído e interferência elétrica, o que pode afetar a precisão da compensação. Use técnicas adequadas de blindagem e filtragem para reduzir o ruído e a interferência no circuito.
Conclusão
O uso de um termistor em um circuito de compensação de temperatura é uma maneira eficaz de melhorar a estabilidade e a precisão dos dispositivos eletrônicos sob diferentes condições de temperatura. Seguindo as etapas descritas nesta postagem do blog e considerando as considerações práticas, você pode projetar e implementar um circuito de compensação de temperatura confiável.
Se você estiver interessado em comprar termistores para seus aplicativos de compensação de temperatura ou se tiver alguma dúvida sobre a seleção do termistor ou o design do circuito, não hesite em entrar em contato conosco. Somos um fornecedor profissional de termistores com uma ampla gama de produtos e conhecimento técnico para atender às suas necessidades.
Referências
- "Manual do Termistor" - Disponível nos principais fabricantes de termistores.
- "Projeto de circuito eletrônico para compensação de temperatura" - vários livros didáticos no design de circuitos eletrônicos.
