如何使用NTC恒压激励传感器

时间:2019-03-16 来源:敏创电子编辑:热敏电阻厂家浏览: 次

负温度系数（NTC）电阻器通常用作低温温度计，特别是在超低温下。它们的电阻和灵敏度在低温时会急剧增加，但是在温暖的温度下它们的灵敏度相对较差。 Cryo-con温度控制器和指示器支持

这些传感器采用恒压激励方案。与更常见的常数相比，恒定电压激励所需的电路是复杂的电流或无源桥接技术，但它扩展了有用的温度范围和测量精度NTC电阻温度传感器。

因此，这是一种通常与高端电阻相关的特征桥梁和高级应用。与NTC电阻传感器一起使用的恒压激励的主要优点总结如下

如下：

●由于传感器自热，测量精度和温度范围在低温下得到改善减少或消除错误。

●由于恒压电路，温度较高时测量精度得到改善增加该区域的激发功率。

●由于激励较高，温度控制器的控制稳定性得到改善功率降低测量噪声。

NTC传感器测量中的错误源

在温暖的温度下，NTC传感器的主要误差来源是测量电子设备本身。在一个设计良好的仪器，这种精度限制在由测量信噪比确定的水平

信号是传感器消耗的功率，噪声是所有噪声源的集合。所以，通常可以通过增加传感器中消耗的功率来提高精度。相反，在低温下，NTC电阻具有高电阻，主要误差源是传感器

激励功率引起的自加热。该电阻器在该区域具有高灵敏度，因此进行测量以温度为单位观察时误差很小。恒压传感器激励在温暖的温度下增加信号功率，从而改善

传感器灵敏度较低的区域内的测量精度。在低温下，恒压激励降低了传感器中消耗的功率，从而降低了以欧姆为单位的精度，但更多重要的是，减少传感器的自热。由于低温是传感器最敏感的区域，温度测量精度不会降低。结果是精确度提高，扩展了有用的

温度和冷端的给定传感器的温度范围。通过随时间平均也可以提高测量精度。这是测温中的常见特征产品并基于上述相同的信噪比问题。然而，即使是最慢的反馈控制环路将跟踪低频噪声，因此平均值不会像恒定电压那样改善控制稳定性传感器激发。

为了理解传感器激励功率对测量精度的影响，可以比较高精密欧姆表，设计用于低温测量的电阻桥。欧姆表可以使用10mA的激励电流来测量1KΩ电阻，而电阻电桥则可以测量使用10μA激励电流的相同电阻。欧姆表在电阻器中消耗0.1瓦特

和桥梁100纳瓦。虽然欧姆表可能有七位甚至九位数的精度，但是很高它的功率水平会使其无法用于低温测量。相比之下，电阻桥可能只有0.5％的精度，因为它的激励很低。

电压偏置电平选择

Model 42/44温度控制器提供恒压传感器激励，电压电平为

100mV，10mV，1.0mV和100μV。较高的电压可提高温暖温度和较低电平的精度在低温下减少自热。因此，用户可以选择水平以获得最佳精确度温度范围。

一些NTC电阻器具有室温电阻超过100KΩ。对于这些，选择激励电压

这很简单，因为Model 42/44的100mV设置是只有一个可以容纳这么高的阻力。示例设备包括 R500和SIRO-105。它们通常用于低温超导磁体系统。 44型使用100mV激励延长了它们的低温操作

从大约2.0K到大约1.4K。其他控制器仪器实现1.0伏的激励水平仅适用于这些传感器。它限制了低点温度范围约为2.0K。在设计良好的系统中，NTC传感器是正确的

热锚定，在10mV激励下运行至1.5K不会产生明显的自热误差。对于使用低于约1.2K的NTC电阻，正确电压激励水平通常由实验。一个简单的技术是稳定传感器在所需的最低温度下具有最小值

电压等级为100μA。然后，增加电压电平直到温度指示因自热而上升。适当的水平是给出的最高值可接受的自热。最后要注意的是，自热误差通常是可重复的。

因此，您经常可以使用电压激励产生一些自热误差，但温暖更好性能。然后，您可以纠正低温使用CalGen功能导致错误

示例NTC电阻传感器

该图显示了典型的温度与 R500的阻力图钌氧化物NTC电阻器温度传感器。

可以看出，传感器显示低温暖的阻力和低灵敏度区域。该领域的测量误差是以室温为主

电子产品只能减少增加传感器激励功率。在低温区域，传感器具有

高阻抗和高灵敏度，所以激励电流必须明显减少为了防止自我加热。恒压激励提高了精度

因为它提供高激发，在两个区域都有在温暖的地区供电，在较低的地方供电寒冷的地区。

最低温度与传感器激励方法

	恒压励磁	恒流激发
传感器	10mV 1.0mV 100uV	10uA 1.0uA

氧化钌

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