用新公式對(duì)熱敏電阻線性化

很多時(shí)候都需要對(duì)激光、晶體管或印刷電路板的溫度進(jìn)行相當(dāng)精確的測量。通常情況下，可以選擇熱敏電阻作為溫度傳感器，因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉。但是熱敏電阻的非線性電阻特性會(huì)使精確的溫度轉(zhuǎn)換變得復(fù)雜。
為了將難度降到最低，通常會(huì)把熱敏電阻置于電阻分壓器中，使其電阻特性線性化。相較于熱敏電阻器的原始響應(yīng)，線性化響應(yīng)更易于對(duì)溫度值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。為達(dá)到最佳的線性化水平，本文推導(dǎo)出了兩個(gè)有助于確定元件值(RS和RP)的公式，可用于該常用的線性化電路。
圖1給出的是熱敏電阻線性化電路。熱敏電阻的溫度與輸出電壓(近似)呈線性關(guān)系。


圖1：雙電阻熱敏電阻線性化電路。

首先選擇拐點(diǎn)溫度TI的數(shù)值，我們希望在這一溫度能夠得到盡量平滑的傳遞函數(shù)(VOUT/VIN)。設(shè)計(jì)任務(wù)是在給定TI及其電阻比μ=VOUT/VIN的情況下計(jì)算RS和RP的值。
等式（1）中常用R0、β和Tref三個(gè)參數(shù)來確定熱敏電阻的阻值和溫度特性。



通過將圖1中VOUT/VIN在溫度為TI時(shí)的二階導(dǎo)數(shù)設(shè)為0，確定了RS和RP的值。在進(jìn)行了大量代數(shù)演算后，推導(dǎo)出了等式（2）中的兩個(gè)公式。




對(duì)無源元件來說，并不是所有比率都可行—若比率低于

，則會(huì)產(chǎn)生負(fù)的RP值。

圖2給出的是常見熱敏電阻的線性化熱敏電阻電壓傳遞函數(shù)圖。


圖2：線性化熱敏電阻傳遞函數(shù)圖。