热敏电阻温度测量非线性修正

一、热敏电阻温度测量非线性修正

由于热敏电阻Rt-t曲线非线性严重,为保证在一定范围内温度测量的精度要求,应对热敏

电阻的R,一t曲线进行非线性修正。

时恒电子RT曲线图

(1)线性化网络。利用包含有热敏电阻的电阻网络(常称线性化网络)来代替单个的热敏电

阻,使网络电阻Rt与温度成单值线性关系。其一般形式如图1-8所示。

(2)利用电阻测量装置中其他部件的特性进行综合修正。

温度一频率转换电路如图1-9所示,虽然电容C的充电特性是非线性特性,但适当地选取线路中的电阻R2和R,可以在定的温度范围内得到近于线性的温度一频率转换特性。

(3)计算修正法。在带有微处理器(或微计算机)的测量系统中,当已知热敏电阻的实际特性和要求的理想特性时,可采用线性插值法将特性分段,并把各分段点的值存放在计算机的存储器内。计算机将根据热敏电阻的实际输出值进行校正计算后,给出要求的输出值。

如在整个温度范围内均使用热敏电阻温度传感器件,那么该器件的设计工作会颇具挑战性热敏电阻通常具有高阻抗、电阻性特性,因此当需要将热敏电阻的阻值转换为电压值时,该器件可以简化其中的一个接口间题,然而更具挑战性的接口向题是,如何利用线性ADC以数形式。

捕获热敏电阻的非线性行为。

热敏电阻包括两种基本的类型,分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻,负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。要确定热敏电阻周围的温度,可以借助 Steinhart-Hart公式.

式中:T为开氏温度;RT为热敏电阻在温度T时的阻值;而A。、A1和A3则是由热敏电阻生产商提供的常数.

热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变,而这种改变是非线性的, Steinhart-hart公式表明了这一点。在进行温度测量时,需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流,以创建一个等效电压,该等效电压具有非线性的响应,可以使用配备在微控制器上的参照表,尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。即可在微控制器固件上运行此类算法,但还是需要一个高精度转器用于在出现极端值温度时进行数据捕获.

另一种方法是,可以在数字化之前使用“硬件线性化”技术和一个较低精度的ADC。一种技术是将一个电阻RSRR与热敏电阻RTHRRM以及参考电压或电源进行串联,如图110所示。将PGA(可编程増益放大器)设置为IV/V,但在这样的电路中,一个10位精度的ADC只能感应很有限的温度范围(大约±25℃)在图1-10中对高温区没能解析,但如果在这些温度值下增加PGA的增益,就可以将PGA的输出信号控制在图1-10硬件线线化电路图定范围内,在此范围内ADC能够提供可靠的转换,从而对热敏电阻的温度进行识别.

微控制器固件的温度传感算法可读取10位精度的ADC数字值,并将其传送到PGA滞后软件程序。PGA滞后程序会校验PGA增益设置,并将ADC数字值与图1-10显示的电压节点的值进行比较。如果ADC输出超过了电压节点的值,则微控制器会将PGA增益设置到下一个较高或较低的增益设定值上。如果有必要,微控制器会再次获取一个新的ADC值。然后PGA增益和ADC值会被传送到一个微控制器分段线性内插程序。

时恒电子NTC热敏电阻器

从非线性的热敏电阻上获取数据有时候会被看作是一项“不可能实现的任务”,可以将一个串联电阻、一个微控制器、一个10位ADC以及一个PGA合理地配合使用,以解决非线性热敏电阻在超过士25℃温度以后所带来的测量难题。

时恒电子是集研发、生产、销售为一体的民营科技企业，产品有NTC热敏电阻器、NTC温度传感器、PTC热敏电阻器和氧化锌压敏电阻器等敏感元器件，其中NTC热敏电阻器系列产品涵盖了浪涌抑制、温度补偿、精密测温、温度控制等应用，是国内专业生产NTC热敏电阻及其温度传感器的骨干企业。具有年产各种测温元件及测温型芯片8亿只的规模。