অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনীয়তার সাথে তাপমাত্রা সেন্সর সহগকে মেলে

বিভিন্ন ধরণের সেন্সর প্রযুক্তি এবং শিল্পের চাহিদার উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে, যা নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সর্বোত্তম তাপমাত্রা সেন্সর চয়ন করা অত্যন্ত চ্যালেঞ্জিং করে তোলে। যাইহোক, অনেক অ্যাপ্লিকেশনের সুনির্দিষ্ট রিডিং প্রয়োজন, তাই বিভিন্ন বিদ্যমান পণ্য মূল্যায়ন করা প্রয়োজন।

তাপমাত্রা সেন্সর নির্বাচন করার সময়, ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য একাধিক কারণের ভারসাম্য বজায় রাখা প্রয়োজন: নির্ভুলতা, প্রতিক্রিয়া সময়, যোগাযোগ প্রোটোকল, পরিবেশগত সহনশীলতা, বিদ্যুৎ খরচ, খরচ এবং সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন। সেন্সরগুলি সাধারণত চার ধরণের অ্যানালগ ভোল্টেজ আউটপুট এবং এক ধরণের ডিজিটাল সিগন্যাল আউটপুটে বিভক্ত থাকে:

থার্মোকল: একটি বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসীমা এবং স্থায়িত্ব সহ, এটি নিম্ন থেকে +1800 ° সি পর্যন্ত তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে। থার্মোকলগুলি বলিষ্ঠ এবং টেকসই, কঠোর পরিবেশ সহ্য করতে সক্ষম এবং দ্রুত তাপমাত্রা পরিবর্তনে দ্রুত সাড়া দিতে সক্ষম। যাইহোক, তাদের নির্ভুলতা এবং স্থায়িত্ব অন্যান্য সেন্সরগুলির মতো ভাল নয় এবং তাদের সিগন্যাল কন্ডিশনার প্রয়োজন৷ থার্মোকলগুলি ভারী শিল্প যেমন ইস্পাত এবং কাচ উত্পাদন, সেইসাথে উচ্চ তাপ গৃহস্থালী এবং বাণিজ্যিক যন্ত্রপাতিগুলির জন্য অত্যন্ত উপযুক্ত।
রেজিস্ট্যান্স টেম্পারেচার ডিটেক্টর (RTD): উচ্চ নির্ভুলতা এবং স্থায়িত্ব সহ, এটি শিল্প অটোমেশন এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ক্ষেত্রগুলির জন্য অত্যন্ত উপযুক্ত যার জন্য অত্যন্ত উচ্চ নির্ভুলতা প্রয়োজন। আরটিডি সাধারণত খাদ্য ও ওষুধ শিল্পে ব্যবহার করা হয় যাতে চোলাই, জীবাণুমুক্তকরণ এবং ভাজার মতো প্রক্রিয়ার সময় কঠোর তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ অর্জন করা হয়। RTD HVAC সিস্টেমের জন্য সঠিক তাপমাত্রা পরিমাপ প্রদান করতে পারে, সেইসাথে পরীক্ষাগার এবং চিকিৎসা সরঞ্জাম যেমন ইনকিউবেটর এবং বিশ্লেষণাত্মক যন্ত্র। থার্মোকলের মতো বিকল্পগুলির তুলনায়, RTD-এর দাম বেশি হতে পারে এবং পাতলা তার বা পাতলা ফিল্ম সনাক্তকরণ উপাদানগুলির উপর নির্ভর করার কারণে এটি আরও ভঙ্গুর। RTD সাধারণত নির্ভুল পরিমাপ সার্কিটের সাথে একত্রে ব্যবহার করা হয়, যা ডিজাইনের জটিলতা এবং খরচ বাড়ায়।
থার্মিস্টর: অর্ধপরিবাহী দিয়ে তৈরি একটি প্রতিরোধক, একটি প্রতিরোধের মান সহ যা তাপমাত্রা এবং উচ্চ সংবেদনশীলতার সাথে পরিবর্তিত হয়। ছোট তাপমাত্রা পরিবর্তন এবং বড় প্রতিরোধের পরিবর্তনগুলি উচ্চ রেজোলিউশনের সাথে ছোট তাপমাত্রার ওঠানামা সনাক্ত করতে সক্ষম করে। থার্মিস্টরগুলির আকার ছোট, দ্রুত প্রতিক্রিয়ার গতি এবং কম খরচে, মাইক্রোবিড থেকে বৃহত্তর প্রোব পর্যন্ত বিভিন্ন স্পেসিফিকেশন কভার করে। থার্মিস্টরগুলি একটি সীমিত তাপমাত্রা পরিসরের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত, সাধারণত -50 ° C এবং 150 ° C এর মধ্যে। থার্মিস্টরগুলির বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে পরিবেশগত বা মানুষের তাপমাত্রা সম্পর্কিত মেডিকেল ডিভাইস এবং ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স, সেইসাথে স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশন, ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম, ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স, আগুন এবং ধোঁয়া শনাক্তকরণ ইত্যাদি। যাইহোক, থার্মিস্টরদের ননলাইনার রেজিস্ট্যান্স কার্ভের জন্য কনভার্সন ফর্মুলা বা লুকআপ টেবিলের প্রয়োজন হয় যাতে রেজিস্ট্যান্স মানকে তাপমাত্রায় সঠিকভাবে রূপান্তর করা যায় এবং RTD-এর তুলনায়, থার্মিস্টর সময়ের সাথে সাথে প্রবাহিত হতে পারে।
ডায়োড তাপমাত্রা সেন্সর: দ্রুত প্রতিক্রিয়ার গতি এবং অন্য তিনটি অ্যানালগ সেন্সরের তুলনায় ছোট আকারের সাথে, এটি সহজেই মাইক্রোকন্ট্রোলার, এনালগ-টু-ডিজিটাল রূপান্তরকারী (ADCs) এবং অ্যাপ্লিকেশন নির্দিষ্ট ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (ASICs) এর সাথে সংযুক্ত হতে পারে। ডায়োড তাপমাত্রা সেন্সরের উচ্চ খরচ-কার্যকারিতা রয়েছে, যার তাপমাত্রা পরিসীমা -55 ° C থেকে + 150 ° C পর্যন্ত সীমাবদ্ধ। এটি ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স, শিল্প অটোমেশন, ডেটা সেন্টার স্টোরেজ সিস্টেম এবং অটোমোবাইলের মতো অনেক ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই ধরনের সেন্সরের সঠিকতা RTD-এর তুলনায় কম, সিস্টেম নয়েজের জন্য সংবেদনশীল, এবং সাধারণত বিভিন্ন ডিভাইসের মধ্যে সামঞ্জস্যপূর্ণ রিডিং নিশ্চিত করতে ক্রমাঙ্কন প্রয়োজন।
ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সর: এক ধরনের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (IC) তাপমাত্রা পরিমাপ করতে এবং সরাসরি ডিজিটাল আউটপুট প্রদান করতে ব্যবহৃত হয়, সাধারণত SMBus, I ² C, SPI বা 1-ওয়্যারের মতো স্ট্যান্ডার্ড যোগাযোগ প্রোটোকলের মাধ্যমে ডেটা প্রেরণ করে। ডিজিটাল সেন্সরগুলির জন্য বাহ্যিক সংকেত কন্ডিশনিং, পরিবর্ধন এবং এনালগ সেন্সরের মতো এনালগ থেকে ডিজিটাল রূপান্তরের প্রয়োজন হয় না।
নির্বাচন নীতি
উপযুক্ত তাপমাত্রা সেন্সর নির্বাচন করার জন্য সঠিকতা, প্রতিক্রিয়া সময়, স্থায়িত্ব এবং খরচের মধ্যে ভারসাম্য প্রয়োজন, বা নির্দিষ্ট শিল্পের প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী উপযুক্ত উপাদান নির্বাচন করা প্রয়োজন।

কাজের পরিবেশ যেখানে তাপমাত্রা সেন্সর নির্বাচন করা হয় তা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। কঠোর পরিবেশে, শক্তিশালী এবং টেকসই সেন্সর যেমন থার্মোকল বা প্রলিপ্ত RTDs প্রয়োজন, যখন থার্মিস্টর বা সেমিকন্ডাক্টর সেন্সর নিয়ন্ত্রিত পরিবেশের জন্য আরও উপযুক্ত। খরচ এবং স্কেলেবিলিটিও ব্যাপক উৎপাদনের ক্ষেত্রে বিবেচনা করার বিষয় - থার্মিস্টরগুলি সাশ্রয়ী, অন্যদিকে আরটিডি এবং উচ্চ-সম্পন্ন থার্মোকলগুলির দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা রয়েছে।

নির্ভুলতা এবং ব্যবহারিকতার মধ্যে ট্রেড-অফ ডিজাইনারদের জন্য তাদের নির্বাচন প্রক্রিয়ার জন্য সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ। RTD উচ্চ নির্ভুল, কিন্তু ব্যয়বহুল; থার্মোকলের অ্যাপ্লিকেশনের বিস্তৃত পরিসর রয়েছে, তবে তাদের নির্ভুলতা তুলনামূলকভাবে কম। প্রতিক্রিয়ার সময় এবং অবস্থান সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ - লাইটওয়েট সেন্সর যেমন থার্মোকল এবং থার্মিস্টরগুলির দ্রুত প্রতিক্রিয়ার গতি থাকে, তবে ইনস্টলেশন অবস্থান কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করতে পারে।

সেন্সর এবং তাদের সম্পর্কিত সার্কিটগুলির ব্যয় নির্বাচনকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করবে, বিশেষ করে ভোক্তা পণ্য বা ব্যাপক উত্পাদনে। বিভিন্ন ধরনের সেন্সরের খরচ ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। এনালগ সেন্সরগুলির সিগন্যাল কন্ডিশনার প্রয়োজন, যখন ডিজিটাল সেন্সরগুলি একীকরণকে সহজ করতে পারে। এনালগ সার্কিট এবং ক্রমাঙ্কন কাজ হ্রাস করা সামগ্রিক খরচ কমিয়ে দিতে পারে, এমনকি যদি সামান্য বেশি দামের ডিজিটাল সেন্সর বেছে নেওয়া যুক্তিসঙ্গত হয়।

ডিজিটাল সেন্সর এবং তাদের বৈশিষ্ট্য
ডিজিটাল সেন্সরগুলি অভ্যন্তরীণভাবে অ্যানালগ সংকেত রূপান্তর করে এবং ডিজিটাল স্ট্রিম আকারে ডেটা প্রেরণ করে, সাধারণত আরও ভাল শব্দ প্রতিরোধের এবং আরও জটিল ডেটা প্রক্রিয়াকরণ করার ক্ষমতা সহ। এনালগ ডিভাইস, ইনকর্পোরেটেড (এডিআই) অ্যানালগ এবং ডিজিটাল তাপমাত্রা সেন্সর পণ্য সংমিশ্রণের একটি বিস্তৃত পরিসর অফার করে এবং ডিজাইনারদের সাবধানতার সাথে মূল্যায়ন করা উচিত কোন পণ্যটি তাদের অ্যাপ্লিকেশনের চাহিদা পূরণ করে। নিচে কিছু ডিজিটাল সেন্সরের সংক্ষিপ্ত পরিচিতি দেওয়া হল।

যদি সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা রিডিং প্রয়োজন হয়, নির্ভুলতা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ নির্বাচন ফ্যাক্টর হতে পারে। ADI এর MAX31888 ডিজিটাল সেন্সরের -20 ° C থেকে +105 ° C রেঞ্জে ± 0.25 ° C এর নির্ভুলতা রয়েছে এবং উচ্চ-নির্ভুল তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ সার্কিট অর্জনের জন্য একটি 1-তারের বাসের মাধ্যমে একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে যোগাযোগ করতে পারে (চিত্র 1)। প্রতিটি MAX31888 এর নিজস্ব অনন্য 64 বিট নিবন্ধন নম্বর রয়েছে যা একটি মাল্টি-পয়েন্ট একক লাইন নেটওয়ার্কে নোড ঠিকানা হিসাবে ব্যবহৃত হয়।