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線性” PTC熱敏電阻克服了NTC溫度檢測的缺點(diǎn)
溫度是測量的物理變量，設(shè)計(jì)人員具有許多傳感選項(xiàng)，其中包括熱電偶，RTD，固態(tài)電流輸出傳感器和熱敏電阻。其中，負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻由于成本低，適用范圍廣且接口相對容易，因此被用于工業(yè)，汽車，醫(yī)療，儀器儀表和消費(fèi)類應(yīng)用中的溫度感測。
但是，NTC熱敏電阻確實(shí)具有眾所周知的缺點(diǎn)。除了具有較大的電阻溫度系數(shù)（良好）之外，它們還具有高度非線性（盡管平滑）的電阻與溫度的關(guān)系曲線（不好）。結(jié)果，電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須實(shí)施一種或多種策略來有效地部署它們。此類技術(shù)包括多點(diǎn)校準(zhǔn)，使用具有重疊范圍的多個熱敏電阻，查找表（通常借助插值法）或基于標(biāo)準(zhǔn)方程（或簡化的回歸 多項(xiàng)式）執(zhí)行校正計(jì)算，從而對它們的傳遞函數(shù)進(jìn)行建模。
我們要認(rèn)識到它們的吸引力和缺點(diǎn)，因此推出了一系列基于硅的正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻（NTC器件的補(bǔ)充），它們保持的精度提高了50％。例如，TMP61是高度線性的PTC熱敏電阻，在25°C時的標(biāo)稱電阻為10kΩ，在0至70°C的溫度范圍內(nèi)具有±1％的非線性度，工作范圍為–40至+ 125°C （圖1）。
1. TMP61的典型溫度-電阻-電阻傳遞函數(shù)顯示出其相當(dāng)高的線性度
它在整個溫度范圍內(nèi)提供一致的靈敏度，在25°C時的電阻溫度系數(shù)（TCR）為6400 ppm /°C，在整個工作范圍內(nèi)的典型TCR容差為0.2％（類似的TMP63在25°C時的標(biāo)稱電阻為100kΩ C，以及47kΩTMP64）。與NTC器件相比，熱敏電阻幾乎不需要線性化電路或軟件，僅需單點(diǎn)校準(zhǔn)，電阻容限變化較小，并且在高溫下具有更高的靈敏度。
TI聲稱，這些PTC熱敏電阻消除了對附加線性化電路或冗余NTC熱敏電阻的需求，從而簡化了設(shè)計(jì)并降低了系統(tǒng)成本。與NTC熱敏電阻相比，可將印刷電路板（PCB）的布局尺寸至少減少33％。
與所有設(shè)備一樣，尤其是經(jīng)常處于敵對環(huán)境中的溫度傳感器，故障確實(shí)是一種選擇和可能性。熱敏電阻可以由電壓或電流源驅(qū)動（圖2），盡管每種驅(qū)動方法各有利弊，但短路可能會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因此，在發(fā)生短路故障時，TI設(shè)備具有內(nèi)置的“故障保護(hù)”功能。
2.作為電阻組件，可以使用電壓源（左）或電流源（右）來驅(qū)動熱敏電阻。實(shí)際上，大多數(shù)電壓驅(qū)動電路使用比例布置來消除源漂移的影響
當(dāng)然，物理傳感器的尺寸是溫度感測的一個因素，因?yàn)閭鞲衅鞯臒豳|(zhì)量會影響響應(yīng)時間和將傳感器定位在關(guān)注點(diǎn)附近的能力。在可用封裝中，TMP61提供0.60-×1.00-mm（兼容0402封裝），4.00-×3.15-mm（TO-92S）和0.80- 1.20-mm（SOT-5X3）的封裝；TMP63采用0.60-×1.00-mm封裝，并提供其他TMP封裝。此外，汽車級版本還提供10kΩTMP61和 100kΩTPM63。價格開始在US $ 0.05 1,000片為單位。
為了進(jìn)行測試和評估，TI提供了TMP6EVM評估套件，該套件通過USB連接或CR2032幣形電池供電（圖3）。該獨(dú)立模塊包括該公司用于本地溫度參考的TMP116數(shù)字傳感器以及兩個模擬通道。電路板的傳感器部分可與主板分離，以模擬一個系統(tǒng)，該傳感器位于距離主機(jī)控制器較遠(yuǎn)的位置（通常情況），而LCD則以2 Hz的頻率實(shí)時顯示溫度測量值更新率。
3.詳細(xì)的用戶指南和基于PC的Windows GUI支持TI用于TMP61系列的TMP6EVM評估套件