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這招準(zhǔn)管用:利用熱敏電阻檢測(cè)液位
發(fā)布時(shí)間:2019-12-07 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】在使用熱敏電阻、RTD或其它阻性溫度傳感器的精密溫度測(cè)量應(yīng)用中,必須注意避免傳感器在激勵(lì)電流作用下自熱所引起的誤差。但在一些應(yīng)用中,自熱效應(yīng)也能發(fā)揮積極作用。下述設(shè)計(jì)理念理應(yīng)有效,但尚未經(jīng)過(guò)全面測(cè)試。
熱敏電阻采用電壓源驅(qū)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)熱。如果將其浸入冷卻液體中,只要液體溫度保持相對(duì)恒定,則熱敏電阻的溫度(因而其電阻)將保持相對(duì)恒定。但是,如果液位下降,致使熱敏電阻暴露在外,則液體的散熱效應(yīng)將消失,熱敏電阻的溫度將上升,其電阻(對(duì)于正溫度系數(shù)元件)將增大。低成本、半雙工差分線路收發(fā)器 ADM4850 很容易檢測(cè)出這一情況,并予以提示。當(dāng)電平提醒信號(hào)必須傳輸至LED等遠(yuǎn)程報(bào)警器時(shí),差分輸出將十分有用。該收發(fā)器主要用于多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信,因此其輸出端提供短路保護(hù)、熱關(guān)斷和壓擺率限制(用于降低電磁輻射)特性。
我們想知道容器中的液體何時(shí)高于或低于特定液位。如圖1所示,將一個(gè)熱敏電阻置于此液位。浸沒(méi)后,該熱敏電阻的電阻相對(duì)較低。適當(dāng)選擇比值Rt/RA,使驅(qū)動(dòng)器輸入端的電壓可視為邏輯0。當(dāng)沒(méi)有液體覆蓋熱敏電阻時(shí),輸入電壓迅速升高,超過(guò)輸入閾值電壓,因而可視為邏輯1。如果需要遲滯功能,可以將接收器輸出端通過(guò)電阻RB連接到驅(qū)動(dòng)器輸入端。
圖1. 利用熱敏電阻檢測(cè)液位何時(shí)高于或低于預(yù)設(shè)閾值。
該電路能否可靠工作,取決于輸入閾值穩(wěn)定性(數(shù)據(jù)手冊(cè)并未規(guī)定),以及越過(guò)臨界液位時(shí)Rt和RA所產(chǎn)生的電壓偏移。ADM4850(許多批產(chǎn)品、4.75V至5.25V電源電壓、–40°C至+85°C溫度范圍)的特性數(shù)據(jù)顯示:1.15 V及以下的輸入電壓將被視為邏輯0,1.42 V及以上的電壓將被視為邏輯1。本應(yīng)用建議使用EPCOS型D1010陶瓷PTC熱敏電阻,它主要用作液位傳感器,其電阻能夠密切跟蹤周圍介質(zhì)的熱導(dǎo)率變化。一旦達(dá)到閾值溫度,此類熱敏電阻的R/T曲線會(huì)急劇上升。它采用不銹鋼外殼,能夠抵御惡劣環(huán)境中的燃油、溶劑和其它液體腐蝕。
RA值取決于液體和周圍空氣的溫度。最差情況是液體熱而空氣冷。由D1010數(shù)據(jù)手冊(cè)可知,當(dāng)液體溫度高達(dá)+50°C且空氣溫度低至–25°C時(shí),RA標(biāo)準(zhǔn)值909Ω是很好的選擇。室溫下且無(wú)激勵(lì)時(shí),D1010樣片的電阻測(cè)量結(jié)果約為149Ω。
工業(yè)應(yīng)用中,某些故障可能會(huì)使RA或Rt暴露于破壞性高壓下。對(duì)于這種情況,可以考慮使用ADM4850的隔離版本收發(fā)器 ADM2483 . 這款半雙工差分總線收發(fā)器集成電氣隔離,可耐受1分鐘2.5 kV均方根電壓。驅(qū)動(dòng)該器件的熱端需要使用隔離電源。
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