NTC热敏电阻电路,NTC温度传感器电路,NTC测温电路图-ag娱乐电子


温度是实践使用中常常必要测试的参数,从钢铁制造到半导体消费,许多工艺都要依托温度来完成,温度传感器是使用体系与实际天下之间的桥梁。本文对差别的举行扼要概述,并介绍与电路体系之间的接口。

 

1:热敏电阻器的电阻/温度曲线。

温度丈量使用十分普遍,不但消费工艺必要温度控制,有些电子产品还需对它们本身的温度举行丈量,如盘算秘密监控CPU的温度,马达控制器要晓得功率驱动IC的温度等等,上面介绍几种常用的温度传感器

热敏电阻器

用来丈量温度的传感器品种许多,器便是此中之一。很多热敏电阻具有负温度系数(NTC),也便是说温度降落时它的电阻值会降低。在一切主动式温度传感器中,的敏捷度(即温度每变革一度时电阻的变革)最高,但热敏电阻的电阻/温度曲线黑白线性的。

1是一个典范的NTC热敏电阻器功能参数,这些数据是对

2:热敏电阻丈量温度的典范电路

热敏电阻举行量测失掉的,但它也代表了NTC热敏电阻的总体状况。此中电阻值以一个比率情势给出(R/R25),该比率表现以后温度下的阻值与25℃时的阻值之比,通常统一系列的热敏电阻用具有相似的特征和相反电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例,25℃时阻值为10KΩ的电阻,在0℃时电阻为28.1KΩ,60℃时电阻为4.086KΩ;与此相似,25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050KΩ。

1是热敏电阻的温度曲线,可以看到电阻/温度曲线黑白线性的。固然这里的热敏电阻数据以10℃为增量,但有些热敏电阻可以以5℃乃至1℃为增量。假如想要晓得两点之间某一温度下的阻值,可以用这个曲线来估量,也可以间接盘算出电阻值,盘算公式如下:

这里T指开氏相对温度,ABCD是常数,依据热敏电阻的特征而各有差别,这些参数由热敏电阻的制造商提供。

热敏电阻一样平常有一个偏差范畴,用来划定样品之间的分歧性。依据利用的质料差别,偏差值通常在1%10%之间。有些热敏电阻设计成使用时可以交换,用于不克不及举行现场调治的场所,比方一台仪器,用户或现场工程师只能改换热敏电阻而无法举行校准,这种热敏电阻比平凡的精度要高许多,也要贵得多。

2是使用热敏电阻丈量温度的典范电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压,一样平常它与ADC的参考电压分歧,因而假如ADC的参考电压是5VVref也将是5V。热敏电阻和电阻串联发生分压,其阻值变革使得节点处的电压也发生变革,该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的偏差以及参考电压的精度。

     自热题目

    

 

2:热敏电阻丈量温度的典范电路。

 

由于热敏电阻是一个电阻,电流流过它时会发生肯定的热量,因而电路设计职员应确保拉升电阻充足大,以避免热敏电阻自热过分,不然体系丈量的是热敏电阻收回的热,而不是四周情况的温度。

热敏电阻斲丧的能量对温度的影响用耗散常数来表现,它指将热敏电阻温度进步比情况温度高1℃所必要的毫瓦数。耗散常数因热敏电阻的封装、管脚规格、包封质料及别的要素差别而纷歧样。

体系所容许的自热量及限流电阻巨细由丈量精度决议,丈量精度为±5℃的丈量体系比精度为±1℃丈量体系可接受的热敏电阻自热要大。

3:对热敏电阻举行标定。

应留意拉升电阻的阻值必需举行盘算,以有限整个丈量温度范畴内的自热功耗。给定出电阻值当前,由于热敏电阻阻值变革,耗散功率在差别温度下也有所差别。

偶然必要对热敏电阻的输出举行标定以便失掉符合的温度辨别率,图3是一个将1040℃温度范畴扩展到ADC整个05V输出区间的电路。运算缩小器输入公式如下:

一旦热敏电阻的输出标定完成当前,就可以用图表表现出实践电阻与温度的对应状况。由于热敏电阻黑白线性的,以是必要用图表表现,体系要晓得对应每一个温度ADC的值是几多,表的精度详细因此1℃为增量照旧以5℃为增量要依据详细使用来定。

     累积偏差

用热敏电阻丈量温度时,在输出电路中要选择好传感器及别的元件,以便和所必要的精度相婚配。有些场所必要精度为1%的电阻,而有些大概必要精度为0.1%的电阻。在任何状况下都使用一张表格算出一切元件的累积偏差对丈量精度的影响,这些元件包罗电阻、参考电压及热敏电阻自己。

假如要求精度高而又想少花一点钱,则必要在体系构建好后对它举行校准,由于线路板及热敏电阻必需在现场改换,以是一样平常状况下不发起如许做。在设置装备摆设不克不及作现场改换或工程师有别的办法监控温度的状况下,也可以让软件建一张温度对应ADC变革的表格,这时必要用别的东西丈量实践温度值,软件才干创立绝对应的表格。关于有些必需要现场改换热敏电阻的体系,可以将要改换的元件(传感器或整个模仿前端)在出厂前就校准好,并把校准后果保管在磁盘或别的存储介质上,固然,元件改换后软件必需要可以晓得利用校准后的数据。

4RTD与热敏电阻的电阻/温度曲线的比力。

总的来说,热敏电阻是一种低本钱温度丈量办法,并且利用也很复杂,上面ag娱乐介绍电阻温度探测器和热电偶温度传感器。

电阻温度探测器

电阻温度探测器(RTD)实践上是一根特别的导线,它的电阻随温度变革而变革,通常RTD质料包罗铜、铂、镍及镍/铁合金。RTD元件可以是一根导线,也可以是一层薄膜,接纳电镀或溅射的办法涂敷在陶瓷类质料基底上。

RTD的电阻值以0℃阻值作为标称值。0 100Ω铂RTD电阻在1℃时它的阻值通常为100.39Ω,50℃时为119.4Ω,图4RTD电阻/温度曲线与热敏电阻的电阻/温度曲线的比力。RTD的偏差要比热敏电阻小,关于铂来说,偏差一样平常在0.01%,镍一样平常为0.5%。除偏差和电阻较小以外,RTD与热敏电阻的接口电路根本相反。

热电偶

热电偶由两种差别金属联合而成,它受热时会发生巨大的电压,电压巨细取决于构成热电偶的两种金属质料,铁-康铜(J)、铜-康铜(T)和铬-(K)热电偶是最常用的三种。

5:热门偶温度丈量接口电路。

热电偶发生的电压很小,通常只要几毫伏。K型热电偶温度每变革1℃时电压变革只要约莫40μV,因而丈量体系要能测出4μV的电压变革丈量精度才可以到达0.1℃。

由于两种差别范例的金属联合在一同会发生电位差,以是热电偶与丈量体系的毗连也会发生电压。一样平常把毗连点放在隔热块上以减小这一影响,使两个节点处以统一温度下,从而低落偏差。偶然候也会丈量隔热块的温度,以赔偿温度的影响(5)

丈量热电偶电压要求的增益一样平常为100300,而热电偶撷取的噪声也会缩小异样的倍数。通常接纳丈量缩小器来缩小信号,由于它可以撤除热电偶连线里的共模噪声。市场上还可以买到热电偶信号调治器,如模仿器件公司的AD594/595,可用来简化硬件接口。

固态热传感器

1:典范器功能参数。

最复杂的半导体温度传感器便是一个PN结,比方二极管或晶体管基极-发射极之间的PN结。假如一个恒定电流流过正向偏置的硅PN结,正向压降在温度每变革1℃时会低落1.8mV。许多IC使用半导体的这一特征来丈量温度,包罗美信的MAX1617、国半的LM335LM74等等。半导体传感器的接口情势多样,从电压输入到串行SPI/微线接口都可以。

温度传感器品种许多,经过准确地选择软件和硬件,肯定可以找到合适本人使用的传感器。

以下保举几款村田NTC热敏电阻测温电路:

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