다양한 유형의 센서 기술과 산업 수요의 상당한 차이가 있기 때문에 특정 애플리케이션에 가장 적합한 온도 센서를 선택하는 것이 매우 어렵습니다.,많은 응용 프로그램에서 정확한 판독이 필요하므로 다양한 기존 제품을 평가해야합니다.
온도 센서를 선택할 때 설계 요구 사항을 충족시키기 위해 여러 요소를 균형 잡아야합니다. 정확성, 반응 시간, 통신 프로토콜, 환경 용도,전력 소비센서는 일반적으로 아날로그 전압 출력 네 가지 유형과 디지털 신호 출력 한 가지 유형으로 나뉘어 있습니다.
열쌍: 넓은 온도 범위와 내구성을 가지고 있으며, 낮은 온도에서 1800 °C 이상까지 온도를 측정할 수 있습니다. 열쌍은 견고하고 내구적입니다.가혹한 환경에 견딜 수 있고 급격한 온도 변화에 빠르게 반응할 수 있습니다.그러나, 그들의 정확성과 안정성은 다른 센서만큼 좋지 않으며, 신호 조건이 필요합니다.열쌍은 철강 및 유리 생산과 같은 중공업에 매우 적합합니다., 그리고 고열 가전 및 상업용 기기.
저항 온도 감지기 (RTD): 높은 정확도와 안정성으로 매우 높은 정밀도를 요구하는 산업 자동화 및 프로세스 제어 분야에 매우 적합합니다.연구개발은 일반적으로 양조와 같은 과정에서 엄격한 온도 조절을 달성하기 위해 식품 및 제약 산업에서 사용됩니다., 살균 및 튀김. RTD는 HVAC 시스템, 인큐베이터 및 분석 기기와 같은 실험실 및 의료 장비에 대한 정확한 온도 측정을 제공할 수 있습니다.열쌍과 같은 대안과 비교하면, RTD는 더 높은 비용을 부담하고, 얇은 유선이나 얇은 필름 탐지 요소에 의존하기 때문에 더 취약합니다.이는 설계의 복잡성과 비용을 증가시킵니다..
열전지: 반도체로 만든 저항체로, 저항 값은 온도와 높은 민감도에 따라 변합니다.작은 온도 변화와 큰 저항 변화는 높은 해상도로 작은 온도 변동을 감지 할 수 있습니다.온도 변속기는 작은 크기, 빠른 반응 속도, 저렴한 비용으로, 마이크로 빔에서 더 큰 프로브에 이르기까지 다양한 사양을 포함합니다.온도 변압기는 제한된 온도 범위의 애플리케이션에 적합합니다., 일반적으로 -50 ° C에서 150 ° C 사이. 온도 조절기는 환경 또는 인간 온도와 관련된 의료 장치 및 소비 전자제품을 포함하여 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.자동차용 용도, 배터리 관리 시스템, 소비자 전자제품, 화재 및 흡연 감지 및 기타 분야.온도 변속기의 비선형 저항 곡선에서는 저항 값을 온도로 정확하게 변환하기 위해 변환 공식이나 검색 테이블이 필요합니다., 그리고 RTD와 비교했을 때, 온도 변수는 시간이 지남에 따라 변할 수 있습니다.
다이오드 온도 센서: 빠른 반응 속도와 다른 3 개의 아날로그 센서에 비해 작은 크기로 마이크로 컨트롤러, 아날로그-디지털 변환기 (ADC),및 애플리케이션 특유의 통합 회로 (ASIC)다이오드 온도 센서는 높은 비용 효율성을 가지고 있으며, 온도 범위는 -55 ° C에서 + 150 ° C로 제한됩니다. 소비 전자제품,산업 자동화이 유형의 센서는 RTD보다 낮은 정확도를 가지고 있으며 시스템 소음에 민감합니다.그리고 일반적으로 다른 장치들 사이의 일관된 판독을 보장하기 위해 캘리브레이션을 필요로 합니다..
디지털 온도 센서: 온도를 측정하고 디지털 출력을 직접 제공하는 통합 회로 (IC) 의 종류일반적으로 SMBus 같은 표준 통신 프로토콜을 통해 데이터를 전송합니다.디지털 센서는 아날로그 센서와 같이 외부 신호 조건화, 증폭 및 아날로그-디지털 변환이 필요하지 않습니다.
선택 원칙
적절한 온도 센서를 선택하는 것은 정확성, 반응 시간, 내구성, 비용 사이의 균형을 필요로 합니다.또는 산업의 특정 요구 사항에 따라 적절한 구성 요소를 선택.
온도 센서가 선택되는 작업 환경은 결정적인 역할을 합니다. 가혹한 환경에서는 열쌍이나 코팅된 RTD와 같은 견고하고 내구적인 센서가 필요합니다.온도 변속기나 반도체 센서는 제어된 환경에 더 적합합니다.비용과 확장성 또한 대량 생산에서 고려해야 할 요소입니다. 열조각은 비용 효율적이지만 RTD 및 고급 열조각은 장기적으로 안정적입니다.
정확성 및 실용성 사이의 타협은 설계자 선택 과정에서 똑같이 중요합니다.하지만 그 정확도는 상대적으로 낮습니다.반응 시간과 위치가 똑같이 중요합니다. 열쌍과 열조리 같은 가벼운 센서는 빠른 응답 속도를 가지고 있지만 설치 위치가 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
센서 및 관련 회로의 비용은 특히 소비 제품이나 대량 생산에서 선택에 큰 영향을 미칠 것입니다. 다양한 유형의 센서의 비용은 크게 다릅니다.아날로그 센서는 신호 조건이 필요합니다., 디지털 센서는 통합을 단순화 할 수 있습니다. 아날로그 회로와 캘리브레이션 작업을 줄이면 약간 더 높은 비용의 디지털 센서를 선택하는 것이 합리적이더라도 전체 비용을 최소화 할 수 있습니다.
디지털 센서 및 그 특성
디지털 센서는 내부적으로 아날로그 신호를 변환하고 데이터를 디지털 스트림 형태로 전송하며 일반적으로 더 나은 노이즈 저항력과 더 복잡한 데이터 처리를 수행 할 수 있습니다.아날로그 장치, Inc. (ADI) 는 다양한 아날로그 및 디지털 온도 센서 제품 조합을 제공하며 설계자는 어떤 제품이 애플리케이션 요구에 가장 적합한지 신중하게 평가해야합니다.아래는 일부 디지털 센서에 대한 간단한 소개입니다.
정확한 온도 판독이 필요한 경우 정확도가 가장 중요한 선택 요인이 될 수 있습니다. ADI의 MAX31888 디지털 센서는 -20 ° C에서 +105 ° C 범위에서 ± 0.25 ° C의 정확도를 가지고 있습니다.고 정밀 온도 모니터링 회로를 달성하기 위해 1 와이어 버스를 통해 마이크로 컨트롤러와 통신 할 수 있습니다 (그림 1). 각 MAX31888은 고유의 64비트 등록 번호가 다점 단일 라인 네트워크의 노드 주소로 사용됩니다.