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          嵌入溫度電路設(shè)計(jì)
          
						
          
				作者：
				時(shí)間：2011-05-13
				來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
				
				
				
				
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          簡(jiǎn)單的熱敏電阻方案 
          最簡(jiǎn)單的方案應(yīng)該使溫度傳感器盡可能的靠近微控制器。圖3是熱敏電阻測(cè)溫電路，圖中與標(biāo)準(zhǔn)薄膜電阻器并聯(lián)的熱敏電阻用做溫度感測(cè)元件。這種并聯(lián)組合在50C范圍內(nèi)具有±1.50C誤差的線性性能。圖3中RNTC||RPAR和CINT的R/C組合的上升時(shí)間與RREF和CINT的R/C組合的上升時(shí)間之比給出RNTC的被測(cè)電阻值。盡管此電路所選擇的微控制器不含內(nèi)部A/D變換器，但門(mén)脈沖輸入閾值電壓與微控制器時(shí)鐘組合起來(lái)用于計(jì)數(shù)熱敏電阻和外部電容器的上升時(shí)間。熱敏電阻有兩個(gè)基本類(lèi)型：負(fù)溫度系數(shù)(NTC)和正溫度系數(shù)(PTC)型。NTC熱敏電阻最適合于精密溫度測(cè)量，PTC熱敏電阻適用開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換應(yīng)用。 
          利用NTC熱敏電阻的3個(gè)不同工作模式來(lái)滿足不同應(yīng)用。一種模式利用感測(cè)元件的電阻與溫度特性關(guān)系。其他兩種模式利用熱敏電阻的電壓與電流和電流持續(xù)時(shí)間的特性關(guān)系。 
          NTC熱敏電阻的電阻與溫度關(guān)系可用于精密溫度測(cè)量、控制和補(bǔ)償。這種模式依賴(lài)于工作在零功率條件下的熱敏電阻。這種條件意味著電流或電壓激勵(lì)不會(huì)影響熱敏電阻的白熱。 
          熱敏電阻的電阻與RTD元件相比(一般幾百歐姆)是相當(dāng)高的。熱敏電阻在25C額定值為1kΩ~10MΩ。用軟件或硬件技術(shù)或二者組合可以校準(zhǔn)NTC熱敏電阻的非線性度。用標(biāo)準(zhǔn)電阻器（如圖3所示）可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)硬件線性化。在此電路實(shí)現(xiàn)中，熱敏電阻與等效電阻器并聯(lián)。用PIC12C508執(zhí)行A/D變換，置GP1和GP2為高阻抗輸入。設(shè)置GPO為低態(tài)并做為輸出，故放電電容器（CINT）。一旦，CINT完全被放電，則PIC12C508中的碼字改變GPO到高阻抗輸入而GP1到高態(tài)做為輸出端口。在這種配置中，GP1傳導(dǎo)電流來(lái)充電CINT和并聯(lián)電阻RNTC||RPAR的R/C組合。在充電期間，微控制器計(jì)數(shù)GPO變?yōu)楦邞B(tài)前的時(shí)鐘周期數(shù)。在該狀態(tài)下測(cè)量熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)的上升時(shí)間（tNTC）.一旦GP1和GP2再次設(shè)置為輸入，GP0設(shè)置為低態(tài)和做為輸出端口，則該計(jì)數(shù)（tNTC）存在存儲(chǔ)器中。此配置放電CINT。當(dāng)電容器被完全放電時(shí)，GP0再次變?yōu)檩斎耄藭r(shí)GP2設(shè)置為高態(tài)并做為輸出。用這種配置，微控制器計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期數(shù)直到GP0輸入變?yōu)楦邞B(tài)為止。此新的計(jì)數(shù)表示RREF/CINT電路的上升時(shí)間值。
          本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/150745.htm

          圖3中R/C網(wǎng)絡(luò)的上升時(shí)間是：t=RCln(1-VTH/VDD) (7) 
          其中： 
          VTH:控制器輸入門(mén)GP0的閾值電壓 
          VDD:微控制器電源電壓 
          R:電路中的電阻器 
          C:電路中的電容器 
          假定VTH/VDD比是常是，則包含RREF的電路上升時(shí)間和包含RNTC||RPAR的電路關(guān)系是： 
          RNTC||RPAR=(tNTC/tREF)RREF (8) 
          或： 
          RNTC=( tNTC/RREFRPAR)/() 
          RPAR值應(yīng)等于熱敏電阻在50C溫度范圍中間點(diǎn)的值。例如，假若應(yīng)用具有25C~75C的溫度范圍，則一個(gè)10KΩ熱敏電阻在50C為~3.6KΩ。為了線性化該溫度范圍的熱敏電阻，則并聯(lián)電阻器（RPAR）應(yīng)等于3.6KΩ。一旦確定了并聯(lián)電阻值，則可很容易地選擇RREF。為使性能最佳，選擇基準(zhǔn)電阻器等于與其并聯(lián)的額定溫度下NTC熱敏電阻的阻值（RREF=1.8KΩ）。 
          在此電路中，變換精度不依賴(lài)于VDD和GP0端輸入選通閾值。另外，靠比較這兩個(gè)類(lèi)似網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間常數(shù)使得電容器漏電和非線性引起的誤差最小。而電容器的值依賴(lài)于控制器的處理時(shí)間。為了達(dá)到最好結(jié)果，應(yīng)該用穩(wěn)定的、低漏電容器，如用聚丙烯或NPO陶瓷電容器。即使最好的電容器也呈現(xiàn)存儲(chǔ)現(xiàn)象，介質(zhì)吸收和電容器放電電壓一起確定該剩余電荷的大小。可使這種效應(yīng)最小的技術(shù)是每次放電電容器到同一微調(diào)點(diǎn)（VTH）。 
          結(jié)語(yǔ) 
          在很多應(yīng)用中，溫度感測(cè)元件的特性是要求高的。然而，在另一些應(yīng)用中，對(duì)傳感器元件的要求是不太嚴(yán)格的，這使得對(duì)傳感器的選擇比較寬。對(duì)于這些應(yīng)用，電子電路設(shè)計(jì)成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的最重要因數(shù)。用微控制器和少量簡(jiǎn)單模擬元件可設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)的相當(dāng)高精度的測(cè)溫系統(tǒng)。（ 
          
				
            
                
			
							
          
                
			            
          
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