NTC热敏电阻的线性化及其应用

《自动化仪表》第45卷第6期477"年6月

该算法可适应于各$%#参数、$&’周期均可调。因此，类电热管加热类负载。

参考文献

*3/

王福瑞，等+单片微机测控系统设计大全［’］+北京航空航天大学出版社，*,,-+.：//-0/12

赖寿宏+微型计算机控制技术［’］+机械工业出版社，3222：--0*22邹其洪，李传琦，赵艳辉，王旭东+用算法实现工业窑炉微机温度控制［4］（*）：/10/)+计算机自动测量与控制，3223

!控制系统软件的设计

系统控制软件包含主程序、显示子程序、!"#转换

子程序、键盘子程序、定时$%#及纯滞后补偿子程序、中断子程序、$&’子程序(个模块。控制算法程序流程如图)所示。

"结束语

应用$&’算法的电加热系统控制算法有效地解

修改稿收到日期：322.52.53(。

第一作者张秀香，女，*,1)年生，*,-/年毕业于甘肃电大电子专业大专班，实验师；主要从事自动化技术、计算机智能控制技术的教学与应用研究，在国内刊物上发表多篇论文。

决了一阶惯性加纯滞后环节类对象易引起系统产生超调或者振荡、从而使系统稳定性降低的问题，整个系统硬件构成简单，控制精度高，超调小，可靠性高，而且

678热敏电阻的线性化及其应用

!"#$%&"’%(")#%#*+,,-".%(")#)/01213$&4"5()&

沙占友王彦朋杜之涛

21221.）

（河北科技大学，石家庄

摘要介绍了负温度系数（678）热敏电阻的特性，阐述了678热敏电阻线性化的原理、改善678热敏电阻非线性的方法及其在测温678热敏电阻

温度系数

非线性

智能温度传感器

单片机

系统中的应用。关键词

（678）>9:=F?@>A=<=:?C>=AIH;:I，<CI>9:G=?C;?GJ:ABJ?C:<=?K<>?ACAB678>9:=F?@>A=#$%&’()&79:;9<=<;>:=?@>?;@ABC:D<>?E:>:FG:=<>H=:;A:BB?;?:C>

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（负温度系数）热敏电阻的测温范围比集成温678

度传感器宽（最高可达R312S），而价格又比铂热电阻低廉，被广泛应用于工业测温领域。但由于678热敏电阻属于非线性元件，因此必须进行线性化处理。利用外部电阻和智能温度传感器来实现678热敏电阻线性化的方法，其优点是电路简单、成本低廉，可同时对多路678热敏电阻做线性化处理，并能在此基础上构成多通道温度测量系统。

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"

（*

）

0123热敏电阻的特性

（!"）与热力学温度（"）678热敏电阻的电阻值

图*

电阻值与热力学温度的典型曲线

的典型曲线如图*所示。由图可见，当温度升高时!"迅速减小。678热敏电阻温度系数!"的定义式可表示为

678热敏电阻值与热力学温度的准确表达式为

!"#$%&’"

（3）

式中：$、&为由半导体材料和加工工艺所决定的两个

3-

万方数据

89:3;<<#=2:>#2?:1?1<29=>;12#2?:1，@.AB45，1.B6，<+CB，477"

"#$热敏电阻的线性化及其应用

常数，!值为热敏指数。

设在某一温度"!下的电阻值为#"!，有关系式

#"!$%&!’"!

除以式（"）后得到将式（#）

（"!("） "’"!

#"$#"!&!

沙占友，等

-./))0(内部主要包括’部分："(C#$D基准电

压源；（-8/）；#由四选一模拟开关构成的多路转换器$缓冲放大器；%?E-转换器及单线;<=接口；&控制逻辑。外围元件中，2+(12+$代表$只*+,热敏电阻，2567为外部电阻，2,为;<=端上拉电阻，,为滤除电源噪声的电容。

首先通过自动切换多-./))0(的测温原理如下：

（"）（$）

两边取对数后整理成对式（$）

（%&#"(%&#"）"!"!

!$

"!("

利用式（’）可以计算出!值。

（’）

路转换器（-8/）依次检测$只*+,热敏电阻的电压，然后进行缓冲放大，再利用?E-转换器把电压信号变最后将式（#）代入式（(）中并进行微分后可得到!"$!’"

%&

!’" %& ((!"#)

$("

#

（)）

这表明!"并非一个常数，

而是温度的函数，它与热力学温度的平方成反比，且为一负值。由此可见，*+,热敏电阻温度系数的绝对值随温度的降低而增大，随温度升高而减小，这是造成*+,热敏电阻非线性的根本原因。

!"#$热敏电阻线性化的电路设计

通常利用单片机对*+,热敏电阻进行线性化，不

仅电路复杂，而且要做大量的计算。下面介绍一种利用四通道智能温度传感器-./))0(实现*+,热敏电阻线性化的电路，如图#所示。+(1+$分别接$只热敏电阻。在23与24之间接外部电阻2567。8,,、9*:分别为电源端和地。;<=为漏极开路的单线输入<输出接口，外部接(!>!的上拉电阻。该芯片适配热敏电阻并具有单线;<=

接口。

图#

*+,热敏电阻线性化电路

-./))0(既可配负温度系数

（*+,）热敏电阻，又可配正温度系数（?+,）热敏电阻。在测量气体或液体温度时，使用*+,热敏电阻更为普遍。热敏电阻的测温范围可以超出芯片的工作温度。例如配(!@".(;.型*+,热敏电阻时，-./))0(的测温范围是4A!B13(’!B，而-./))0(的工作温度范围仅为4’’B13(#’B。

万方数据

成脉宽信号，由单线;<=接口送给单片机（’,），最后由,分别计算出$路被测温度的数值。测量准确度为!C’F，

测量误差小于!C’FGH（GH代表满量程温度值），能自动检测热敏电阻开路或短路故障，一旦出现故障，;<=端就输出一个很窄的故障脉冲。

在测量前，-./))0(处于休眠模式，;<=端呈高电平),,。测量开始时，单片机首先把;<=端置成低电平并至少保持’’

I时间，然后释放;<=端。-./))0(的+(1+$端就依次连接到热敏电阻2+12+上，再经

($过2567接基准电压)#&*，测量过程需(!#JI（典型值）。测量结束时，-./))0(先把;<=端拉成低电平并保持(#’’

I，然后按照顺序输出$个脉宽信号+,（+,(1+,$），+,即表示高电平持续时间，

它与外部电阻2567上的压降)-.+成正比。+/代表低电平持续时间，

它与)#&*成正比，因)#&*为固定值，故+/恒定不变，+/K$C0JI。+,’

+［/比值的表达式为

"］

+,

+$)-.+(!0!!!#$#-.+1#(!0!!!#（/)#&*#-.+"L）#(

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（A）

利用单片机很容易测出每一路温度所对应的+,’+/比值，进而计算出#"值，再根据外部存储器中的#"与温度对照表确定该 …… 此处隐藏：2435字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……