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專注NTC溫度傳感器及熱敏電阻研發(fā)制造

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NTC熱敏電阻設(shè)計(jì)數(shù)字顯示溫度計(jì)的方法
返回列表 來源: 發(fā)布日期: 2020.06.03

(一)基本原理:
        數(shù)字顯示(電子)溫度中的溫度傳感元件,目前主要采用P-N型半導(dǎo)體、PT100鉑電阻和NTC熱敏電阻,從測(cè)溫原理上來說,他們都有一個(gè)共同的特性就是自身材料的阻值能夠隨溫度變化而變化(P-N結(jié)的伏安特性具有-2.2mv/℃特性)。NTC熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)大、反應(yīng)速度快、一致性好、可靠性高、具有較高的性價(jià)比,所以,近十多年來數(shù)字(電子)顯示溫度計(jì)得到了非常廣泛的應(yīng)用,其中數(shù)字顯示體溫計(jì)因其讀數(shù)直觀、準(zhǔn)確、方便、使用安全,迅速取代了玻璃水銀溫度計(jì)。
      用NTC熱敏電阻作為溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)字(電子)顯示溫度計(jì)的基本工作原理如圖(1)所示。 

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        NTC熱敏電阻作為溫度數(shù)據(jù)采集的最前端輸入,進(jìn)入放大電路進(jìn)行充分的放大處理后,進(jìn)入CPU中的A/D變換電路,高位雙積分式的A/D電路將采集到的溫度值(模擬)轉(zhuǎn)換成精細(xì)的數(shù)字bit信號(hào),再給CPU的一系列運(yùn)作變換處理驅(qū)動(dòng)顯示出來,實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的溫度實(shí)時(shí)顯示。
       (二)NTC熱敏電阻的應(yīng)用方法:
       根據(jù)設(shè)計(jì)精度、分辨率和溫度范圍等要求,選擇材料常數(shù)(B值)較高的,測(cè)溫區(qū)間線性度較好的,響應(yīng)速度封裝尺寸符合要求的NTC熱敏電阻;由于要便于攜帶和小體積使用扣式電池供電,電路上偏置電壓都很小(一般為2V),這往往和設(shè)計(jì)要求的精度和分辨率有較大沖突,因此要特別注意盡量減小系統(tǒng)誤差帶來的影響,前置放大要足夠大。具體設(shè)計(jì)時(shí)注意:
(1)NTC熱敏電阻的自熱效應(yīng)盡量要小,即NTC熱敏電阻的偏置電流盡量小(uA~mA級(jí))。
(2)NTC熱敏電阻的額定阻值盡可能要準(zhǔn),即一般選精度>5%的品種。
(3)以所選的 NTC熱敏電阻的R25值來校正整個(gè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)溫度。
(4)做好非線性的校正。 

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       圖(2)為采用NTC熱敏電阻作為敏感元件采集溫度數(shù)據(jù),再用一塊運(yùn)放放大器,將溫度數(shù)據(jù)放大至0~2V的,當(dāng)然,用普通單片機(jī)方式也很容易實(shí)現(xiàn),亦可用專用ICL7136系列芯片電路來實(shí)現(xiàn)。 
      用NTC熱敏電阻來設(shè)計(jì)制作的數(shù)字顯示體溫計(jì)可以輕松實(shí)現(xiàn):測(cè)量范圍為30℃~43℃;顯示精度達(dá)0.1℃;溫度分辨率達(dá)到0.02℃,響應(yīng)速度≤2.8秒,其中NTC熱敏電阻平漂移率≤0.1%(相當(dāng)于≤0.025℃)。

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