了解热敏电阻的非线性-华巨电子


热敏电阻温度传感装置提出了设计上的挑战,如果你打算在整个温度范围内使用这种装置。 该热敏电阻是简化的界面的问题之一,因为在转换到电压的热敏电阻器的电阻为高阻抗,电阻器件。 更困难的挑战接口是捕获在与线性ADC的数字表示该热敏电阻的非线性行为。

术语“热敏电阻”源于符“热敏电阻”。 两种基本类型热敏电阻是负和正温度系数器件。 负温度系数热敏电阻ficient最适合高精度的温度测量。 您可以通过使用斯坦哈特-Hart公式确定周围的热敏电阻温度:T = 1 /(A + A 1(LNR T)+ A 3(LNR T 3))。 在这个等式中,T是开氏度的温度; RT是温度T热敏电阻; 和A 0,A 1和A 3是常数的热敏电阻制造商提供。

在温度热敏电阻的阻值变化是非线性的,Steinhart-Hart公式。 当测量温度,驱动参考电流通过热敏电阻来创建一个等效电压。 这等效电压具有非线性响应。 您可以尝试热敏电阻的非线性响应,在微控制器的查找表来补偿。 即使您可以在微控制器固件上运行此类算法,你需要一个高解析度转换器时温度过高或过低,以捕获数据。

或者,您也可以数字化和较低分辨率的ADC之前使用硬件线性化技术。 一种技术是将一个电阻,R SER,在与热敏电阻串联,R 热敏电阻 ,和一个参考电压或电源。 设置PGA(可编程增益放大器)在1V / V的增益,一个10位ADC在该电路中可以感受到一个有限的温度范围内(约±25℃)。

注意分解丢失在高温下。 增加PGA的增益在这些温度下将PGA的输出信号反馈到一个范围时,ADC可以提供可靠地转换标识该热敏电阻的温度。

微控制器固件的温度传感算法读出的10位ADC的数字值,并将其传送到PGA滞后软件程序。PGA滞后程序会检查PGA增益设置,并与触发点比较ADC数字值表示。 如果ADC输出超过了跳变点值,微控制器会将PGA增益设置到下一个较高或较低的增益设置。 如果有必要,微控制器可以再次获得一个新的ADC值。 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。

从非线性的热敏电阻上获取数据有时候会看起来像一个不可能完成的任务。 您可以将一个串联电阻,微控制器,10位ADC,以及一个PGA克服非线性热敏电阻的整个温度范围大于±25°C的测量困难

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