Tani waa maqaalkii ugu horreeyay ee taxane laba qaybood ah. Maqaalkani wuxuu marka hore ka hadli doonaa taariikhda iyo caqabadaha naqshadeyntaHeerkul ku salaysan thermistorhababka cabbiraadda, iyo sidoo kale isbarbardhigga ay la leeyihiin heerkulbeegyada iska caabinta (RTD) hababka cabbiraadda heerkulka. Waxa kale oo ay sharxi doontaa doorashada termistor-ka, qaabaynta ganacsiga-offs, iyo muhiimada sigma-delta analooga-digital beddelayaasha (ADCs) ee aaggan codsiga. Maqaalka labaad wuxuu faahfaahin doonaa sida loo wanaajiyo oo loo qiimeeyo nidaamka cabbirka ku-saleysan kulaylka ugu dambeeya.
Sida lagu qeexay taxanaha maqaalkii hore, Hagaajinta Nidaamyada Dareemka Heerkulka ee RTD, RTD waa iska caabin caabbintiisu ku kala duwan tahay heerkulka. Kuleyliyeyaasha waxay u shaqeeyaan si la mid ah RTDs. Si ka duwan sida RTD-yada, kuwaas oo leh kaliya isku xidhka heerkulka togan, kuleyliyaha ayaa yeelan kara is-ku-beegyada heerkulka togan ama taban. Heerkulbeegyada xun-xun (NTC) kuleyliyeyaasha waxay yareeyaan iska caabbinta marka heerkulku kor u kaco, halka kulayliyeyaasha heerkulka wanaagsan (PTC) ay kordhiyaan iska caabbinta marka heerkulku kor u kaco. On berde. 1 wuxuu muujinayaa sifooyinka jawaabta ee heerkulbeegyada NTC iyo PTC ee caadiga ah wuxuuna barbar dhigayaa qalooca RTD.
Marka la eego kala duwanaanta heerkulka, qalooca RTD wuxuu ku dhow yahay toosan, iyo dareemaha ayaa daboolaya heerkul aad uga ballaadhan heerkulbeegyada (sida caadiga ah -200 ° C ilaa + 850 ° C) sababtoo ah dabeecadda aan toos ahayn (jibbaar) ee kuleyliyaha. RTD-yada waxaa badanaa lagu bixiyaa qaloocyo heersare ah oo si fiican loo yaqaan, halka qalooca heerkulbeeggu ay ku kala duwan yihiin soo saaraha. Waxaan si faahfaahsan ugala hadli doonaa tan qaybta hagaha xulashada thermistor ee maqaalkan.
Heerkulbeeyeyaasha waxaa laga sameeyaa walxo isku dhafan, badiyaa ceramics, polymers, ama semiconductors (badanaa biraha oksaydhyada) iyo biraha saafiga ah (platinum, nikkel, ama copper). Heerkulbeeyeyaashu waxay ogaan karaan isbeddellada heerkulka si ka dhakhso badan RTDs, iyagoo siinaya jawaab celin degdeg ah. Sidaa darteed, thermistors waxaa caadi ahaan isticmaala dareemayaasha codsiyada u baahan qiimo jaban, cabbir yar, jawaab celin degdeg ah, dareen sare, iyo heerkulka xaddidan, sida kantaroolka elektiroonigga ah, kantaroolka guriga iyo dhismaha, shaybaarrada sayniska, ama magdhowga isgoysyada qabow ee heerkulbeegyada ganacsiga ama codsiyada warshadaha. ujeedooyin. Codsiyada
Xaaladaha intooda badan, kuleyliyeyaasha NTC ayaa loo isticmaalaa cabbirka heerkulka saxda ah, looma isticmaalo kulayliyeyaasha PTC. Qaar ka mid ah kulayliyeyaasha PTC ayaa diyaar ah kuwaas oo loo isticmaali karo wareegyada ilaalinta xad dhaafka ah ama fiyuusyada dib loo dajin karo ee codsiyada badbaadada. Qalooca heerkulka iska caabinta ee heerkulbeegga PTC wuxuu muujinayaa gobolka NTC oo aad u yar ka hor inta aan la gaarin barta beddelka (ama barta Curie), oo kor ku xusan iska caabintu waxay kor u kacdaa amarro badan oo cabbir ah oo u dhexeeya dhowr darajo Celsius. Xaaladaha xad-dhaafka ah, kulaylka PTC wuxuu dhalin doonaa is-kuleyl xooggan marka heerkulka beddelka uu dhaafo, caabbintadeeduna waxay u kici doontaa si xoog leh, taas oo yareyn doonta gelinta hadda ee nidaamka, si looga hortago dhaawaca. Meesha beddelka ee heerkulbeegyada PTC caadi ahaan waa inta u dhaxaysa 60 ° C iyo 120 ° C oo kuma habboona in lagu xakameeyo cabbirrada heerkulka codsiyo kala duwan. Maqaalkani waxa uu diiradda saarayaa kulayliyeyaasha NTC, kuwaas oo caadi ahaan cabbiri kara ama la socon kara heerkulka u dhexeeya -80 ° C ilaa +150 ° C. Heerarka kuleyliyaha NTC waxay leeyihiin qiimeyn iska caabin ah oo u dhexeysa dhowr ohms ilaa 10 MΩ at 25°C. Sida ku cad fig. 1, isbeddelka caabbinta heerkii Celsius ee heerkulbeegyada ayaa aad uga muuqda marka loo eego heerkulbeegyada iska caabinta. Marka la barbar dhigo kulayliyeyaasha, kulayliyaha dareenkiisa sare iyo qiimaha iska caabbinta sare ayaa fududeynaya wareegga wax soo gelinta, maadaama uusan kuleyliyeyaasha u baahnayn qaabeynta xargaha gaarka ah, sida 3-fire ama 4-fire, si loo magdhabo iska caabbinta rasaasta. Naqshad kuleyliyaha wuxuu isticmaalaa kaliya qaabeynta 2-silig fudud.
Qiyaasta heerkulbeeg-ku-salaysan heer-kulka-sax-sare waxay u baahan tahay hab-samaynta calaamadaha saxda ah, beddelka analog-to-dijital, toosin, iyo magdhow, sida ku cad berdaha. 2.
Inkasta oo silsiladda calaamaduhu ay u ekaan karto mid fudud, waxaa jira dhowr kakan oo saameeya cabbirka, qiimaha, iyo waxqabadka dhammaan Motherboard-ka. ADI's portfolio saxda ah ee ADC waxaa ka mid ah xalal isku dhafan oo dhowr ah, sida AD7124-4/AD7124-8, kaas oo bixiya faa'iidooyin dhowr ah oo loogu talagalay naqshadaynta nidaamka kulaylka maadaama inta badan dhismayaasha loo baahan yahay codsiga ay ku dhex jiraan. Si kastaba ha ahaatee, waxaa jira caqabado kala duwan xagga qaabaynta iyo wanaajinta xalalka cabbirka heerkulka ku salaysan kuleyliyaha.
Maqaalkani wuxuu ka hadlayaa mid kasta oo ka mid ah arrimahan wuxuuna bixiyaa talooyin lagu xalliyo iyaga iyo in la sii fududeeyo habka naqshadaynta nidaamyadan.
Waxaa jira noocyo badan oo kala duwanHeerkulbeeyaasha NTCsuuqa maanta, sidaas darteed doorashada kulayliyaha saxda ah ee codsigaaga waxay noqon kartaa hawl culus. Ogsoonow in thermistors ay ku taxan yihiin qiimahooda magaca, kaas oo ah iska caabintooda magac ahaan 25°C. Sidaa darteed, kulayliyaha 10 kΩ wuxuu leeyahay iska caabin magac ah oo ah 10 kΩ at 25°C. Heerkulbeeyeyaashu waxay leeyihiin qiimayaal iska caabin magac ahaan ama aasaasi ah oo u dhexeeya dhawr ohms ilaa 10 MΩ. Heerkulbeegyada leh qiimaynta iska caabbinta hoose (iska caabinta magaca ah ee 10 kΩ ama ka yar) ayaa caadi ahaan taageera heerkul hoose, sida -50°C ilaa +70°C. Heerkulbeegyada leh qiimeynta iska caabbinta sare waxay u adkeysan karaan heerkulka ilaa 300 ° C.
Cunsurka thermistor wuxuu ka samaysan yahay oksaydh bir ah. Heerkulbeeyeyaal ayaa lagu heli karaa qaababka kubbadda, shucaaca iyo SMD. Kuul kuulku waa dahaarka epoxy-ga ama galaas lagu daboolay difaac dheeraad ah. Heerkulbeegyada kubbadda dahaarka leh ee Epoxy, radial iyo kulayliyeyaasha dusha sare waxay ku habboon yihiin heerkul ilaa 150°C. Heerkulbeegyada kuul quraaradu waxay ku habboon yihiin cabbirka heerkulka sare. Dhammaan noocyada dahaarka/ baakadaha ayaa sidoo kale ka ilaaliya daxalka. Kuleyliyeyaasha qaarkood waxay sidoo kale yeelan doonaan guryo dheeraad ah oo loogu talagalay ilaalinta dheeraadka ah ee deegaannada adag. Heerkulbeegyada bead waxay leeyihiin waqti jawaab celin ka dhaqso badan kuwa kulka radial/SMD. Si kastaba ha ahaatee, ma aha sida kuwa waara. Sidaa darteed, nooca kuleyliyaha loo isticmaalo waxay kuxirantahay codsiga dhamaadka iyo deegaanka uu ku yaal heerkulbeeggu. Xasiloonida muddada-dheer ee kuleyliyaha waxay ku xiran tahay agabkiisa, baakaddiisa, iyo naqshadeynta. Tusaale ahaan, kulayliyaha NTC ee epoxy-dahaarka leh waxa uu bedeli karaa 0.2°C sanadkii, halka kulayliyaha xidhani uu kaliya isbedelo 0.02°C sanadkii.
Thermistors waxay ku yimaadaan saxnaano kala duwan. Heerarka heerkulbeeggu caadi ahaan waxay leeyihiin saxnaanta 0.5°C ilaa 1.5°C. Qiimaynta iska caabinta kulaylka iyo qiimaha beta (saamiga 25°C ilaa 50°C/85°C) ayaa leh dulqaad. Ogsoonow in qiimaha beta ee kulayliyaha uu ku kala duwan yahay soo saaraha. Tusaale ahaan, 10 kΩ heerkulbeegyo NTC ah oo ka socda soosaarayaal kala duwan waxay yeelan doonaan qiimeyaal beta oo kala duwan. Nidaamyada saxda ah ee dheeraadka ah, kuleyliyeyaasha sida taxanaha Omega™ 44xxx waa la isticmaali karaa. Waxay leeyihiin saxnaansho 0.1°C ama 0.2°C in ka badan heerkul u dhexeeya 0°C ilaa 70°C. Sidaa darteed, kala duwanaanta heerkulka la cabbiri karo iyo saxnaanta looga baahan yahay kala duwanaanshaha heerkulkaas ayaa go'aaminaya haddii kulayliyeyaasha ku habboon yihiin codsigan. Fadlan la soco in mar kasta oo saxnaanta taxanaha Omega 44xxx ay sare u kacdo qiimaha.
Si caabbinta loogu beddelo darajo Celsius, qiimaha beta ayaa badanaa la isticmaalaa. Qiimaha beta waxaa lagu go'aamiyaa ogaanshaha labada dhibcood ee heerkulka iyo caabbinta u dhiganta ee heerkul kasta.
RT1 = heerkulka iska caabinta 1 RT2 = heerkulka iska caabinta 2 T1 = Heerkulka 1 (K) T2 = Heerkulka 2 (K)
Isticmaaluhu wuxuu isticmaalaa qiimaha beta ee ugu dhow heerkulka heerkulka loo isticmaalo mashruuca. Inta badan xaashida kulayliyaha waxay taxdaa qiimaha beta oo ay la socoto dulqaadka iska caabinta 25°C iyo dulqaadka qiimaha beta.
Heerkulbeegyada saxda ah ee sare iyo xalalka joojinta saxda ah ee sare sida taxanaha Omega 44xxx waxay isticmaalaan isla'egta Steinhart-Hart si ay ugu beddelaan caabbinta darajo Celsius. Isla'egta 2 waxay u baahan tahay saddexda joogto ee A, B, iyo C, oo ay mar kale bixiso soo saaraha dareemayaasha. Sababtoo ah isbarbardhigga isla'egta waxaa la soo saaray iyadoo la adeegsanayo saddex dhibcood oo heerkul ah, isla'egta ka dhalatay waxay yaraynaysaa qaladka ay keentay toosintu (sida caadiga ah 0.02 °C).
A, B iyo C waa joogtayn laga soo qaatay saddex goobood oo heerkul ah. R = caabbinta kulaylka ee ohms T = heerkulka K darajo
On berde. 3 waxay muujinaysaa kicinta hadda ee dareemayaasha. Hadda Drive-ku waxa lagu dabaqaa thermistor-ka oo isla hadda waxa lagu dabaqayaa iska caabiyaha saxda ah; resistor sax ah ayaa loo isticmaalaa tixraac ahaan cabbiraadda. Qiimaha caabiyaha tixraaca waa inuu ka weyn yahay ama la mid yahay qiimaha ugu sarreeya ee caabbinta kulaylka (iyadoo ku xiran heerkulka ugu hooseeya ee lagu cabbiro nidaamka).
Markaad dooranayso xajinta xamaasadda, iska caabbinta ugu badan ee kuleyliyaha waa in mar kale la tixgeliyaa. Tani waxay hubinaysaa in korantada guud ahaan dareemayaasha iyo iska caabiyaha tixraaca ay had iyo jeer ku jiraan heer la aqbali karo elektiroonigga. Isha hadda jirta waxay u baahan tahay qol-madaxeed ama isbarbardhigga wax soo saarka. Haddii kulaylku leeyahay iska caabin sare heerkulka ugu hooseeya ee la cabbiri karo, tani waxay keenaysaa in hadda uu aad u hooseeyo. Sidaa darteed, korantada ka dhalata kulaylka heerkulka sare waa yar yahay. Heerarka faa'iidada barnaamijka ayaa loo isticmaali karaa si kor loogu qaado cabbiraadda calaamadahan heerka hooseeya. Si kastaba ha ahaatee, faa'iidada waa in si firfircoon loo qorsheeyaa sababtoo ah heerka signalka heerkulbeegga aad ayuu u kala duwan yahay heerkulka.
Ikhtiyaarka kale waa in la dejiyo faa'iidada laakiin la isticmaalo dynamic drive current. Sidaa darteed, marka heerka signalka ka soo baxa thermistor-ku is beddelo, qiimaha waduhu si firfircoon ayuu isu beddelaa si korantada ka soo baxda kulka heerkulbeeggu uu u dhexeeyo inta la cayimay ee qalabka elektiroonigga ah. Isticmaaluhu waa inuu xaqiijiyaa in korantada laga sameeyay caabiyaha tixraaca uu sidoo kale joogo heer la aqbali karo elektiroonigga. Labada doorashoba waxay u baahan yihiin kontorool heer sare ah, la socodka joogtada ah ee korantada ee kulka heerkulbeegga si ay elektiroonigga u cabbiraan calaamadaha. Ma jirtaa doorasho ka sahlan? Tixgeli kicinta korantada.
Marka danab DC ah lagu dabaqo kulayliyaha, hadda ku dhex jira kulabiyaha si toos ah ayuu u miisaamaa marka uu iska caabbinta kulayliyuhu is beddelo. Hadda, iyadoo la adeegsanayo iska caabiyaha cabbirka saxda ah halkii laga isticmaali lahaa resistor tixraac ah, ujeeddadeedu waa in la xisaabiyo hadda ku qulqulaya thermistor-ka, taas oo u oggolaanaysa caabbinta kulaylka in la xisaabiyo. Maadaama korantada wadista sidoo kale loo isticmaalo calaamadda tixraaca ADC, marxalad faa'iido looma baahna. Processor-ku ma laha shaqada la socodka korantada thermistor-ka, go'aaminta haddii heerka signalka lagu cabbiri karo elektaroonigga, iyo xisaabinta waxa faa'iidada wadista/qiimaha hadda jira loo baahan yahay in la hagaajiyo. Habkani waa habka loo isticmaalo maqaalkan.
Haddii kulayliyuhu leeyahay qiime caabin yar iyo kala duwanaansho iska caabin ah, koronto ama kicinta hadda ayaa la isticmaali karaa. Xaaladdan oo kale, socodka hadda iyo faa'iidada ayaa la hagaajin karaa. Sidaa darteed, wareeggu wuxuu noqon doonaa sida lagu muujiyey Jaantuska 3. Habkani wuxuu ku habboon yahay in ay suurtogal tahay in la xakameeyo hadda iyada oo loo marayo dareemayaasha iyo tixraaca tixraaca, taas oo qiimo leh codsiyada awoodda hooseeya. Intaa waxaa dheer, is-kuleyliyaha kulaylka waa la yareeyaa.
Kicinta korantada sidoo kale waxaa loo isticmaali karaa kuleyliyeyaasha leh qiimeynta iska caabbinta hoose. Si kastaba ha ahaatee, adeegsaduhu waa inuu had iyo jeer hubiyaa in hadda ku dhex jira shidma uusan aad ugu sarreyn dareemaha ama codsiga.
Kicinta korantada waxay fududaynaysaa hirgelinta marka la isticmaalayo heerkulbeeye leh qiimayn wayn oo iska caabin ah iyo heerkul balaadhan oo kala duwan. Iska caabin magaceed oo weyn ayaa bixiya heerka la aqbali karo ee hadda la qiimeeyay. Si kastaba ha ahaatee, naqshadeeyayaasha waxay u baahan yihiin inay hubiyaan in hadda uu joogo heer la aqbali karo oo ka sarreeya dhammaan heerkulka kala duwan ee ay taageerto codsiga.
Sigma-Delta ADCs waxay bixiyaan faa'iidooyin dhowr ah marka la naqshadeynayo nidaamka cabbirka heerkulka. Marka hore, sababtoo ah sigma-delta ADC waxay dib u miisaamaysaa gelinta analoogga, shaandhaynta dibadda waa la ilaaliyaa ugu yaraan iyo waxa kaliya ee looga baahan yahay filter RC fudud. Waxay bixiyaan dabacsanaan xagga nooca shaandhada iyo heerka wax soo saarka baud. shaandhaynta dhijitaalka ah ee lagu dhex dhisay waxa loo isticmaali karaa in lagu xakameeyo faragelin kasta oo lagu sameeyo aaladaha korontada ku shaqeeya. Qalabka 24-bit sida AD7124-4/AD7124-8 waxay leeyihiin xallin buuxda oo ah ilaa 21.7 bits, markaa waxay bixiyaan xallin sare.
Isticmaalka sigma-delta ADC waxay si weyn u fududaynaysaa naqshadaynta heerkulka iyada oo la dhimayo qeexida, kharashka nidaamka, booska guddiga, iyo wakhtiga suuqa.
Maqaalkani waxa uu AD7124-4/AD7124-8 u isticmaalayaa sida ADC sababtoo ah waa qaylo hoose, hadda hooseeya, saxan ADC-yada PGA ku dhex dhisan, tixraac ku dhisan, gelinta analogga ah, iyo kaydinta tixraaca.
Iyada oo aan loo eegin haddii aad isticmaalayso korantada hadda ama wadista, qaabaynta ratiometric ayaa lagu talinayaa kaas oo danab tixraaceed iyo danab ka iman isla isha drive. Tani waxay ka dhigan tahay in isbeddel kasta oo ku yimaada isha kicinta uusan saameyn doonin saxnaanta cabbirka.
On berde. 5 waxay tusinaysaa wadida joogtada ah ee thermistor-ka iyo iska caabinta saxda ah ee RREF, danabka laga sameeyay guud ahaan RREF waa danabka tixraaca ee lagu cabbirayo kulayliyaha.
Meesha hadda jirta uma baahna in ay sax noqoto waxaana laga yaabaa in ay ka yara xasilloonaato maadaama wixii khalad ah ee ka jira goobta hadda lagu jiro lagu tirtiri doono habayntan. Guud ahaan, kicinta hadda jirta ayaa laga door bidaa kicinta danab sababtoo ah kontoroolka dareenka sare iyo difaac sanqadha oo wanaagsan marka dareemaha uu yaallo meelo fogfog. Habka eexda noocan ah waxaa sida caadiga ah loo isticmaalaa RTD-yada ama kulayliyeyaasha leh qiyamka iska caabbinta hooseeya. Si kastaba ha noqotee, heerkulbeeye leh qiime iska caabin ah oo sarreeya iyo dareenka sare, heerka calaamadda ay dhaliso isbeddelka heerkulka ayaa noqon doona mid weyn, sidaas darteed kicinta korantada ayaa la isticmaalaa. Tusaale ahaan, kulayliyaha 10 kΩ wuxuu leeyahay iska caabin ah 10 kΩ at 25°C. At -50 ° C, caabbinta kulaylka NTC waa 441.117 kΩ. Waddada ugu yar ee hadda ah 50 µA oo ay bixiso AD7124-4/AD7124-8 waxay soo saartaa 441.117 kΩ × 50 µA = 22 V, kaas oo aad u sarreeya oo ka baxsan baaxadda hawlgalka ADC-yada la heli karo ee goobtan codsiga ah. Heerkulbeegyada sidoo kale badanaa waxay ku xiran yihiin ama ku yaalaan meel u dhow qalabka elektiroonigga ah, markaa difaacidda wadista hadda looma baahna.
Ku darista dareemaha iska caabinta ee taxanaha ah sida wareegga qaybiyaha danabku waxay xaddidi doontaa hadda iyada oo loo marayo thermistor qiimaha iska caabbinta ugu yar. Qaabayntan, qiimaha iska caabinta dareenka RSENSE waa inuu la mid noqdaa qiimaha iska caabinta thermistor ee heerkulka tixraaca ee 25°C, sidaa darteed korantada wax soo saarku waxay la mid noqon doontaa barta dhexe ee danab tixraaceedka heerkulka magaca 25°CC Sidoo kale, haddii heerkulbeeg dhan 10 kΩ leh caabbinta 10 kΩ at 25°C la isticmaalo, RSENSE waa inay noqotaa 10 kΩ. Marka heerkulku is beddelo, caabbinta kulayliyaha NTC sidoo kale wuu is beddelaa, saamiga korantada wadista kuleyliyaha ayaa sidoo kale is beddela, taasoo keentay in koronta wax soo saarku ay la mid tahay caabbinta kulayliyaha NTC.
Haddii tixraaca korantada ee la xushay ee loo isticmaalo in lagu xoojiyo kulayliyaha iyo/ama RSENSE ay u dhigmaan danabka tixraaca ADC ee loo isticmaalo cabbirka, nidaamka waxa loo dejiyay cabbir cabbiraadda (Jaantuska 7) si il kasta oo khaladka khaladka ah ee la xidhiidha kicinta ay u xaglinayso in meesha laga saaro.
Ogsoonow in iska caabiyaha dareemaha (voltage driven) ama caabiyaha tixraaca (immika wadaa) waa inuu lahaado dulqaad bilow hoose oo hooseeya iyo leexleex hoose, maadaama labada doorsoome ay saamayn karaan saxnaanta nidaamka oo dhan.
Marka la isticmaalayo heerkulbeegyo badan, hal koronto oo kicin ah ayaa la isticmaali karaa. Si kastaba ha ahaatee, thermistor kasta waa inuu lahaadaa iska caabin dareen sax ah, sida ku cad berdaha. 8. Ikhtiyaar kale ayaa ah in la isticmaalo qalab badan oo dibadda ah ama beddelka iska caabbinta hoose ee gobolka, kaas oo u oggolaanaya wadaagista hal dareen diidmo oo sax ah. Qaabayntan, heerkulbeeye kastaa wuxuu u baahan yahay waqti dejin marka la cabbiro.
Marka la soo koobo, marka la naqshadeynayo habka cabbirka heerkulka ku salaysan kulaylka, waxaa jira su'aalo badan oo la tixgeliyo: xulashada dareemayaasha, xargaha dareemayaasha, xulashada qaybaha ganacsiga, qaabeynta ADC, iyo sida doorsoomayaashan kala duwan u saameeyaan saxnaanta guud ee nidaamka. Maqaalka xiga ee taxanahan wuxuu sharxayaa sida loo wanaajiyo naqshadeynta nidaamkaaga iyo guud ahaan miisaaniyada qaladka nidaamka si loo gaaro waxqabadkaaga yoolka.
Waqtiga boostada: Sebtembar-30-2022