;缺點(diǎn)是受電源波動(dòng)影響大。
分壓電路
結(jié)構(gòu):熱敏電阻與固定電阻串聯(lián)
,電源為 Vcc
,輸出電壓為 RT 兩端電壓。
特點(diǎn):電路zui簡單
,但線性度差
,需配合軟件校準(zhǔn)。
三
、信號(hào)處理:線性化
、校準(zhǔn)與放大
非線性補(bǔ)償(關(guān)鍵步驟)
熱敏電阻的電阻 - 溫度關(guān)系近似為Steinhart-Hart
線性化方法:
硬件補(bǔ)償:并聯(lián)固定電阻或熱敏電阻,組成復(fù)合網(wǎng)絡(luò)
,使 RT 在目標(biāo)溫度范圍內(nèi)近似線性
。
軟件補(bǔ)償:通過 MCU(微控制器)存儲(chǔ) Steinhart-Hart 參數(shù),實(shí)時(shí)計(jì)算溫度值
;或采用多項(xiàng)式擬合(如二次函數(shù))簡化計(jì)算
。
校準(zhǔn)與溫度補(bǔ)償
單點(diǎn)校準(zhǔn):在某一已知溫度(如 25℃)下調(diào)整電路零點(diǎn),適用于精度要求不高的場景
。
多點(diǎn)校準(zhǔn):在多個(gè)溫度點(diǎn)(如 0℃
、50℃、100℃)測量電阻值
,擬合校準(zhǔn)曲線
,提高全溫域精度。
環(huán)境補(bǔ)償:若傳感器受環(huán)境溫度(如電路板發(fā)熱)影響
,需通過溫度補(bǔ)償算法扣除干擾
。
信號(hào)放大與濾波
電橋輸出電壓通常為 mV 級(jí),需通過 ** 運(yùn)算放大器(如儀表放大器 AD620)** 放大至 ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)可接收的范圍(如 0~5V)。
加入RC 濾波電路(電阻 - 電容網(wǎng)絡(luò))抑制高頻噪聲(如電磁干擾)
。
四
、信號(hào)輸出與應(yīng)用:溫度值的呈現(xiàn)與控制
模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)
放大后的模擬信號(hào)經(jīng) ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)(如 12 位 ADC 可輸出 0~4095 的數(shù)值),輸入 MCU 或上位機(jī)(如 PC
、PLC)
。
溫度計(jì)算與顯示
MCU 根據(jù)校準(zhǔn)參數(shù)計(jì)算溫度值,通過 LCD 屏幕
、LED 數(shù)碼管或通信接口(如 UART
、I2C)輸出。
例:若 ADC 輸出值為 2048
,對(duì)應(yīng)電壓 2.5V
,通過 Steinhart-Hart 方程反算得到溫度值為 50℃。
閉環(huán)控制應(yīng)用
在溫控系統(tǒng)中
,MCU 將實(shí)測溫度與設(shè)定值比較
,輸出控制信號(hào):
加熱場景:溫度低于設(shè)定值時(shí),驅(qū)動(dòng)繼電器或固態(tài)繼電器(SSR)接通加熱元件
。
冷卻場景:溫度高于設(shè)定值時(shí)
,啟動(dòng)風(fēng)扇或電磁閥散熱。
典型案例:空調(diào)壓縮機(jī)啟?div id="d48novz" class="flower left">
?刂?div id="d48novz" class="flower left">
、熱水器恒溫調(diào)節(jié)。
異常報(bào)警
當(dāng)溫度超過閾值時(shí)(如電機(jī)過熱)
,通過蜂鳴器
、指示燈或通信接口(如 RS485)發(fā)出警報(bào)。
五
、關(guān)鍵影響因素與優(yōu)化措施
熱響應(yīng)時(shí)間
定義:傳感器溫度變化達(dá)到zui終值 90% 所需時(shí)間
,受封裝材料(如硅膠導(dǎo)熱系數(shù))、尺寸(芯片越小響應(yīng)越快)影響
。
優(yōu)化:采用超薄芯片(如 0402 封裝)或金屬引腳直接導(dǎo)熱
。
自熱效應(yīng)
測量電流通過熱敏電阻時(shí)產(chǎn)生焦耳熱,導(dǎo)致自身溫度高于被測物體
,引起誤差(尤其 NTC 更敏感)
。
控制:限制工作電流(如 < 1mA),或采用脈沖式供電(非持續(xù)通電)
。
長期穩(wěn)定性
高溫或高濕環(huán)境下
,金屬氧化物可能老化,導(dǎo)致電阻漂移
。
解決方案:選擇玻璃封裝或陶瓷封裝
,避免有機(jī)材料(如環(huán)氧樹脂)長期接觸水汽
。
?">分析一下玻封渝水熱敏電阻出現(xiàn)溫度響應(yīng)遲緩原因是什么?