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热电阻线性化为电路响应的常用方法

来源:发表时间:2019-07-25


      在设计电路卡期间的常见电气工程任务是设计电路测量其自身温度的方式。了解电路板的温度对于补偿元件温度变化和诊断热量问题非常重要。通常,我使用热电阻作为我的温度探头。热电阻是一种电阻,其电阻随温度变化。我使用的热电阻具有负温度系数,这意味着它们的电阻随着温度的升高而降低。在许多方面,热电阻是一种很好的传感器:便宜,坚固,小巧,准确。


      热电阻有一个主要缺点 - 它们的电阻随温度的变化是非线性的。图2显示了典型热电阻的电阻如何随温度变化。


      线性度是模拟工程师喜爱的传感器特性。对于这种问题,这意味着校准很简单(即两个点确定一条线),并且我不需要处理器来实现复杂的补偿方程。热电阻的电阻特性对于我的应用而言是非线性的。但是,如果我将热电阻与其他元件结合起来,以某种方式驯服这种非线性响应呢?本文将先容一种将热电阻线性化为电路响应的常用方法。
热电阻特性
      图1的电阻特性可以通过多种方式建模,但经常只能看到两种:Steinhart-Hart方程和β参数方程。经典的方法是Steinhart-Hart方程。这是一个非常准确的模型。事实上,它比我需要的准确得多。


      a,b,c是被选择以使等式符合电阻特性的参数。
      R是热电阻(Ω)。
      T是热电阻温度(K)
      虽然Steinhart-Hart方程可能是准确的,但我发现模拟设计师在硬件应用中使用它是无用的。没有大量的App资源,在数学上工作是非常困难的。该β参数方程是更有趣的模拟工程师。图4显示了通常看到的β参数模型。


      R 0是温度T 0时的电阻器电阻
      β是曲线拟合参数。
热电阻线性化
途径
      大多数热电阻线性化方法涉及添加并联或串联电阻。使用带有串联电阻的热电阻配置为分压器。这是最简单的线性化电路。图5显示了热电阻的电阻和标准化的输出电压与温度的关系。


结论
      用于热电阻的线性化电路的设计在工程应用中很好地利用了基本微积分。希翼你们中的一些人会发现所有细节都很有用。

 

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