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热敏电阻温度采集简述

标题一. 热敏电阻总体说明

本简述是说明 NTC热敏电阻测量温度。热敏电阻将温度变化转化为电阻值, 然后使用相应的测量电路将电阻值的变化转换为电压的变化;然后通过芯片或处理电路将模拟电压值转换为数字信号,并处理数字信号以获得相应的温度值。这也是音特公司经常提到的模数转换.

Positive Temperature Coefficient 简称 PTC热敏电阻的负温度系数随温度升高而降低Negative Temperature Coefficient简称 NTC 热敏电阻。NTC 热敏电阻器是以过渡金属氧化物为主要原料,采用电子陶瓷工艺制成的热敏半导体陶瓷组件。该组件的电阻值随温度的升高而降低。利用这一特性,可制成温度测量、温度补偿和温度控制组件,也可制成成功率组件,抑制电路的浪涌电流。 电阻温度特性可以用以下公式表示:热敏电阻温度特性 公式中:RT、RN分别表示NTC在温度T(K)额定温度TN (K)下面的电阻值,单位?,T、TN 为温度, 单位K(TN(k)=273.15 TN(℃))。B,称作B值,NTC热敏电阻特定材料的常数(Beta)。由于B值 它也随温度而变化,所以NTC热敏电阻的实际特性只能用指数关系粗略描述,因此该方法只能以一定的精度描述额定温度或电阻值附近的有限范围。但在实际应用中,要求更准确 R-T 曲线。使用更复杂的方法(例如使用) The Steinhart-Hart 方程),或以表格的形式给出电阻/温度关系。 下表是选用 NTC热敏电阻器 MF52-502F3950B,基于精确的R-T 曲线,准确测量温度。 NTC 热敏电阻器 MF52-502F3950B 每个温度点的电阻值,即电阻-温度关系表。在提供的电阻-温度关系表中 看出 NTC 热敏电阻器MF52-502F3950B测温范围为 [-55℃,125℃],其电阻值的变化范围为[250062Ω,242.64Ω]。 表A1MF52-502F3950B所示:

通过表 A1 电阻-温度关系表可以直观地看到电阻的变化范围 242.64Ω到 250062Ω,在-55℃当其电阻值显示时 125℃电阻值示的电阻值 1030 这么大的变化范围也给模数转换测量带来了困难。 测量电路如下图所示。 如上图所示 NTC 热敏电阻 Rv 和测量电阻 Rm(精密电阻)组成一个简单的串联分压电路,参考电压VCC_Ref 通过分压,可以得到随温度值变化的电压值,反映电压的大小NTC 电阻的大小是相应温度值的反映。 输出电压值可以通过欧姆定律获得Vadc 和 NTC 电阻值的关系表达式1: 然后,下一个数据处理将基于类型:发现处理芯片,也称为模数转换器 ADC 参考电压的精度为 5V,所以这里可以选择 Vref=5V。对应各温度点 ADC 可计算转换后的数字量。 表达式2. Dadc = 1024Vadc/5V 结合表达式1和表达式2,表达式3: Dadc = 1024Rm/(Rv Rm)

如果这里取 测量电阻Rm 选择4.7KΩ,然后可以计算出: 在- 55℃时 所对应的 Dadc = 10241000/(250062 1000) = 4; 在 125℃时 所对应的 Dadc= 10241000/(242.64 1000)= 824。 根据此对应关系对数据进行预处理,如下处理结果所示: atic const Int16 NTCTAB2[181] = {19、20、21、22、23、24、26、26、27、27、27、29、32、32、34、34、34、36、36、36、34、42、44、44、42、47、57、61、64、64、64、64、74、74、74、74、82、82、82、82、82、95、99、95、99、99、1109、1109、109、156、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、16、18、18、18、19201、208、215、222、230、230、237、245、264、264、272、272、272、291、310、310、319、338、347、357、367、367、377、377、367、367、367、367、367、367、375、24、201、201、208、215、215、202、202540,551,560,569,579,586,595,604,613,624,633,642,650,658,666,673,680,688,696,704,712,719,726,733,741,749,755,760,767,774,780,785,791,798,804,811,816,821、827、832、832、837、842、847、847、856、862、868、866、864、876、876、876、876、876、876、883、896、893、896、899、899、899、899、9905、911、914、917936、938、940、942、944、946、946、947、949、951、953、954、956、958、959、959、962、964、965、966、966、966、966、966、969、970、973、974.7K

重要说明: 该表是应用程序中需要的一个非常重要的转换表,这部分是提前制作的表,将为下一个处理提供参考。测量电阻 Rm 选择有一定的规律,在实际应用中不一定需要测量整个过程的温度,可以估计一般的温度范围。本着提高测量精度的目的:建议在低温测量系统中使用 Rm 选择较大 的电阻(10KΩ),建议在测量高温的系统中 Rm 选择较小的电阻(1)KΩ) 等。 .4线性插值**** 在ADC 在数据采集过程中,整个温度对应的每个值都不可能 ADC 因此,方面,如果在两个数据的中间段进一步准确定位。这样就必须知道收集到的数据在数据表中的具体位置,所以要搜索和搜索数据表。搜索线性表(也称搜索)可以有更常见的顺序 分析线性数据表可以得到折半搜索的算法是比较高效的。 例如:如果 ADC 采样值为 Dadc = 360,即 357<Dadc<367,那幺温度值就绝对不是一个 整数值,如何获得具体的温度值!类似的情况可以用简单可行的线性插值来处理。 插值获得的温度值实际上是直线的 L 拟和温度曲线 T,虽然这种做法不可避免地会有一些误差,但它可以控制在允许的范围内。线性插值原理如下图所示。 已知点(X1,Y1)和点(X2,Y2)求(Xi,Yi)。 直线可以通过两点获得L 的方程式: 点(X1,Y1)和点(2,Y2)为相邻两温度点,所以 X2-X1=1那么由式上式可得: 这样通过 ADC采样来的 Dadc(Y1)数值带入式X上式中,可以求得相应的温度值。 插值计算出来的数值肯定是小数,那幺需要对数值进行特殊的处理:基于定点计算的思想,把 数据首先规格化,把小数点定在第六位即计算数值放大64倍参与计算,当然在计算后的温度数据也应该是真实数值的64倍,所以需要 X/64得到的数值为实际测量到的温度值。把小数点定的位数越 高表示的精度越高。 这样的插值计算实际上是分段的, 用直线段来模拟温度曲线, 因此在处理的过程中分段越细致拟和的曲线就越接近实际温度曲线。 二.软件部份 (本司不做详细说明) 应用例程序部分主要针对 NTC热敏电阻测量温度的应用,其中最主要的是使用 ADC模块对信号的采集和处理,从而得到温度数值。 三. 硬件原理图 硬件原理图,如下图所示。显示部分电路原理图为示意图。 音特电子研发组 音特电子更多电路保护元器件解决方案与技术支持:www.yint.com.cn

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