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如何解决热敏电阻的非线性问题?热敏电阻使用注意事项介绍!

2022-11-04 09:50 来源:21ic电子网 作者:FJH00

一直以来,测试测量都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来电阻" target="_blank">热敏电阻的相关介绍,详细内容请看下文。

一、如何解决热敏电阻的非线性问题

“热敏电阻”一词源于对“热度敏感的电阻”这一描述的概括。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,您可以借助Steinhart-Hart公式:T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))来实现。其中,T为开氏温度;RT为热敏电阻在温度T时的阻值;而 A0、A1和A3则是由热敏电阻生产厂商提供的常数。

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。您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。即使您可以在微控制器固件上运行此类算法,但您还是需要一个高精度转换器用于在出现极端值温度时进行数据捕获。

另一种方法是,您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。其中一种技术是将一个电阻RSER与热敏电阻RTHERM以及参考电压或电源进行串联。将 PGA(可编程增益放大器)设置为1V/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°C)。

但如果在这些温度值下增加 PGA 的增益,就可以将 PGA 的输出信号控制在一定范围内,在此范围内 ADC 能够提供可靠地转换,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。

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”。您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 合理的配合使用,以解决非线性热敏电阻在超过±25°C温度以后所带来的测量难题。

二、热敏电阻使用注意事项

1.应尽可能避免热敏电阻器及其温度传感器处在温度急剧变化的环境中,以免其发生老化。

2.流过热敏电阻器及其温度传感器的电流会引起元件自身发热而产生温差,因此请在选用前考虑到这一因素。(元件自身发热值为耗散系数δ(mW/℃)的1/10时,温差为0.1℃,δ的1/100时,温差为0.01℃。)

3.因使用电炉的绝缘不良和静电感应、错误接线会使流过热敏电阻器及温度传感器的电流过大而使其损坏,必须注意连接方式,不要有过电流流过热敏电阻器或温度传感器。

4.经过5S(秒),最好7S(秒)以上的时间再开始测量。

5.当使用环境要求测量迅速,精度高时,应选择体积小,时间常数也较小的规格型号。

6.引线间、绝缘体表面上如果附有因结露而产生的水滴、灰尘或离子化合物时,会使其电阻值下降或不稳定而产生测量误差。因此,要进行防潮、绝缘处理从而保持其干燥。

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