การสอดคล้องค่าสัมผัสอุณหภูมิกับความต้องการการใช้งาน

มีเทคโนโลยีเซ็นเซอร์หลายประเภทและความแตกต่างที่สําคัญในความต้องการของอุตสาหกรรม ทําให้มันเป็นความท้าทายอย่างมากที่จะเลือกเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ดีที่สุดสําหรับการใช้งานเฉพาะเจาะจง,การใช้งานหลายอย่างต้องการการอ่านที่แม่นยํา ดังนั้นจึงจําเป็นต้องประเมินผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่มีอยู่

เมื่อเลือกเซ็นเซอร์อุณหภูมิ มันจําเป็นต้องสมดุลปัจจัยหลายประการเพื่อตอบสนองความต้องการการออกแบบ: ความแม่นยํา, เวลาตอบสนอง, โปรโตคอลการสื่อสาร, ความอดทนต่อสิ่งแวดล้อมการบริโภคพลังงาน, ค่าใช้จ่าย, และการบูรณาการระบบ. เซนเซอร์มักแบ่งออกเป็นสี่ประเภทของผลิตความแรงดันแบบแอนาล็อกและหนึ่งประเภทของผลิตสัญญาณดิจิตอล:

เทอร์โมคอปเปอร์: ด้วยช่วงอุณหภูมิที่กว้างและความทนทาน สามารถวัดอุณหภูมิจากต่ําถึงมากกว่า + 1800 ° C. เทอร์โมคอปเปอร์แข็งแรงและทนทานสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วอย่างไรก็ตาม ความแม่นยําและความมั่นคงของพวกเขาไม่ดีเท่าเซ็นเซอร์อื่น ๆ และพวกเขาต้องการการปรับสัญลักษณ์เทอร์โมคอปเปอร์ เหมาะสําหรับอุตสาหกรรมหนัก เช่น การผลิตเหล็กและแก้วรวมถึงอุปกรณ์บ้านและอุปกรณ์พาณิชย์ที่มีความร้อนสูง
เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน (RTD): ด้วยความแม่นยําและความมั่นคงสูง มันเหมาะสําหรับสาขาอัตโนมัติอุตสาหกรรมและการควบคุมกระบวนการที่ต้องการความแม่นยําสูงสุดRTD ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมอาหารและยาเพื่อบรรลุการควบคุมอุณหภูมิที่เข้มงวดระหว่างกระบวนการ เช่น การทําเบียร์, การฆ่าเชื้อ และการทอด RTD สามารถให้การวัดอุณหภูมิที่แม่นยําสําหรับระบบ HVAC รวมถึงอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการและอุปกรณ์การแพทย์ เช่นอุปกรณ์ปลูกและอุปกรณ์วิเคราะห์เมื่อเปรียบเทียบกับทางเลือกอื่นๆ เช่น เทอร์โมคอปเปอร์, RTDs อาจมีต้นทุนที่สูงขึ้นและมีความอ่อนแอมากขึ้นเนื่องจากการพึ่งพาสายบางหรือองค์ประกอบการตรวจจับหนังบางซึ่งเพิ่มความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายของการออกแบบ.
เทอร์มิสเตอร์: เป็นตัวต่อต้านที่ทําจากครึ่งประสาท ซึ่งมีค่าต่อต้านที่เปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและความรู้สึกสูงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขนาดเล็กและการเปลี่ยนแปลงความต้านทานขนาดใหญ่ ทําให้สามารถตรวจจับอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขนาดเล็กได้ด้วยความละเอียดสูงธอร์มิสเตอร์มีขนาดเล็ก ความเร็วการตอบสนองรวดเร็ว และราคาต่ํา ครอบคลุมรายละเอียดต่างๆ จากไมโครเบดไปยังซอนด์ขนาดใหญ่เทอร์มิสเตอร์เหมาะสําหรับการใช้งานที่มีช่วงอุณหภูมิจํากัด, โดยทั่วไประหว่าง -50 ° C และ 150 ° C. เทอร์มิสเตอร์มีการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงอุปกรณ์การแพทย์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิแวดล้อมหรือมนุษย์รวมถึงการใช้งานในอุปกรณ์รถยนต์, ระบบจัดการแบตเตอรี่, อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค, การตรวจจับไฟและควัน และสาขาอื่น ๆคอร์ฟความต้านทานที่ไม่เป็นเส้นตรงของเทอร์มิสเตอร์ต้องการสูตรแปลงหรือตารางการค้นหา เพื่อแปลงค่าความต้านทานเป็นอุณหภูมิอย่างแม่นยํา, และเทียบกับ RTDs, thermistors อาจเคลื่อนไหวตามเวลา.
เซนเซอร์อุณหภูมิไดโอเดส: ด้วยความเร็วการตอบสนองที่รวดเร็วและขนาดเล็กกว่าเซนเซอร์แอนาล็อกอีกสามตัว สามารถเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์, เครื่องแปลงแอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC)และวงจรบูรณาการเฉพาะการใช้งาน (ASICs). เครื่องตรวจวัดอุณหภูมิไดโอด์มีประสิทธิภาพในด้านราคาสูง มีช่วงอุณหภูมิจํากัด -55 ° C ถึง + 150 ° C. มันสามารถใช้ได้อย่างกว้างขวางในหลายสาขา เช่น อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคอัตโนมัติอุตสาหกรรมระบบเก็บข้อมูลศูนย์กลาง และรถยนต์ แบบเซ็นเซอร์นี้มีความแม่นยําต่ํากว่า RTDและมักต้องมีการปรับระดับ เพื่อให้การอ่านที่สอดคล้องระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ.
เครื่องตรวจวัดอุณหภูมิดิจิตอล: เป็นชนิดของวงจรบูรณาการ (IC) ที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิและให้ผลิตดิจิตอลโดยตรงโดยทั่วไปส่งข้อมูลผ่านโปรโตคอลสื่อสารมาตรฐาน เช่น SMBus, I 2 C, SPI, หรือ 1-Wire. เซ็นเซอร์ดิจิตอลไม่ต้องการการปรับสัญลักษณ์ภายนอก, การขยายเสียง, และการแปลงจากแอนาล็อกเป็นดิจิตอลเช่นเซ็นเซอร์แอนาล็อก
หลักการเลือก
การเลือกเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่เหมาะสม ต้องการความสมดุลระหว่าง ความแม่นยํา เวลาตอบสนอง ความทนทาน และราคาหรือเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสมตามความต้องการของอุตสาหกรรม.

สภาพแวดล้อมการทํางานที่เซ็นเซอร์อุณหภูมิถูกเลือกมีบทบาทสําคัญ ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงขณะที่เทอร์มิสเตอร์หรือเซ็นเซอร์ครึ่งประสาท เหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้มากกว่าค่าใช้จ่ายและความสามารถในการปรับขนาดยังเป็นปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการผลิตจํานวนมาก - เทอร์มิสเตอร์มีประสิทธิภาพในเรื่องค่าใช้จ่าย, ในขณะที่ RTDs และเทอร์โมคอปเปอร์ระดับสูงมีความมั่นคงในระยะยาว.

การทุ่มเทระหว่างความแม่นยําและความเป็นจริงมีความสําคัญเท่ากันสําหรับนักออกแบบในกระบวนการเลือกของพวกเขาแต่ความแม่นยําของพวกมันค่อนข้างต่ําเวลาตอบสนองและสถานที่มีความสําคัญเท่ากัน - เซ็นเซอร์เบา เช่น เทอร์โมคัพเปอร์และเทอร์มิสเตอร์มีความเร็วการตอบสนองที่รวดเร็ว แต่สถานที่ติดตั้งอาจส่งผลกระทบต่อการทํางาน

ราคาของเซ็นเซอร์และวงจรที่เกี่ยวข้องกับมันจะส่งผลต่อการเลือกอย่างมาก โดยเฉพาะในสินค้าผู้บริโภคหรือการผลิตจํานวนมาก ราคาของเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆจะแตกต่างกันมากเซ็นเซอร์แบบแอนลาจต้องการการปรับสัญลักษณ์การลดวงจรแบบแอนาล็อกและงานการปรับขนาดสามารถลดต้นทุนโดยรวมให้น้อยที่สุด แม้ว่าการเลือกเซ็นเซอร์ดิจิตอลที่มีต้นทุนสูงกว่าเล็กน้อยก็สมเหตุสมผล

เซนเซอร์ดิจิตอลและคุณสมบัติของมัน
เซนเซอร์ดิจิตอลแปลงสัญญาณแบบแอนาล็อกภายในและส่งข้อมูลในรูปแบบกระแสดิจิตอล โดยทั่วไปมีการต่อต้านเสียงที่ดีขึ้นและมีความสามารถในการดําเนินการประมวลผลข้อมูลที่ซับซ้อนมากขึ้นอุปกรณ์แบบแอนลาจ, Inc. (ADI) นําเสนอสินค้าประกอบตัวตรวจอุณหภูมิแบบอนาล็อกและดิจิตอลมากมาย และผู้ออกแบบควรประเมินผลิตภัณฑ์ใดที่ตอบสนองความต้องการการใช้งานที่ดีที่สุดด้านล่างนี้เป็นการนําเสนอสั้น ๆ ของเซ็นเซอร์ดิจิตอลบาง.

หากต้องการการอ่านอุณหภูมิที่แม่นยํา ความแม่นยําอาจเป็นปัจจัยการเลือกที่สําคัญที่สุด เครื่องตรวจจับดิจิตอล MAX31888 ของ ADI มีความแม่นยํา ± 0.25 °C ในช่วง -20 °C ถึง +105 °Cและสามารถสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่านบัส 1-Wire เพื่อบรรลุวงจรการติดตามอุณหภูมิความละเอียดสูง (รูป 1). MAX31888 แต่ละตัวมีเลขลงทะเบียน 64 บิตที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเองที่ใช้เป็นที่อยู่ของโน้ดในเครือข่ายสายเดียวหลายจุด