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温度传感器在控制和补偿电路中的应用

时间:2017-06-22   来源:敏创电子  编辑:热敏电阻厂家  浏览:

     要在控制或补偿电路中使用温度传感器,检测电路必须提供可用格式的输出。对于模拟电路,输出通常是阻值。对于数字控制和补偿,测量需要转换为数字格式以供MCU处理。通常通过使用模数转换器(ADC)将测量读取为电压来实现。
 

  基于半导体的传感器通常具有数字接口,使得能够直接将温度传达到MCU而不是模拟电路。热电偶提供电压,使其易于由MCU访问。
 

  热敏电阻和RTD都具有容易提供电阻或电压的灵活性。这使工程师能够 选择如何将检测器连接到控制或补偿子系统。随着热敏电阻和RTD输出可变电阻,这使得它们可以直接集成到模拟控制或补偿电路中。
 

  要在检测电路中使用NTC热敏电阻,请在热敏电阻两端放置小电压。热敏电阻的电阻将反映温度,随着温度的升高,其电阻迅速下降。例如,使用敏创电子的MF58103F3435热敏电阻,热敏电阻的电阻在25°C时为10KΩ欧姆,在80°C时为125.3 ohm。
 

  如果需要电压输出,则可以使用惠斯登电桥配置中的三个附加电阻将电阻转换为电压(参见图1)。
 

  温度传感器原理图

  图1:如果需要电压输出,可以使用惠斯通电桥配置中的三个附加电阻将NTC热敏电阻的电阻轻易转换为电压。
 

  对于非线性传感器(例如,热电偶和热敏电阻),输出将需要通过直接线性化。这可以在用于模拟控制和补偿的简单电路中实现(参见图2和图3)。对于基于数字的控制和补偿,测量温度可以通过CPU使用简单的表查找进行调整,反映了传感器规格表中包含的电阻/温度图。
 

  温度传感器原理图

  图2:非线性传感器(如热电偶和热敏电阻)需要线性化。这可以用于使用具有表查找的MCU的数字系统或具有如图所示的简单电路的模拟控制和补偿电路。

  设计温度检测电路以防止过热或实现温度控制和/或补偿功能时,工程师有很多选择。对于极端温度,热电偶通常是最好的选择。铂金RTD在精度最高的时候提供高精度。对于可能难以在内部安装外部传感器的基于PCB的应用,基于半导体的传感器 可以检测敏感电子设备附近的环境温度。
 

  

  图3:热敏电阻和RTD输出可变电阻,使其可直接集成到模拟控制或补偿电路中。例如,这里所示的MF58103F3435热敏电阻放置的小电压提供了随着温度迅速下降的电阻
 

  然而,对于在-40至125 ° C 范围内工作的应用,NTC热敏电阻提供比铂RTD,半导体和甚至热电偶传感器更便宜的选项。凭借其基于温度的快速变化的电阻,它们可以提供卓越的精度,稳定性,功率效率,响应性和可靠性。它们的灵活性也使得它们易于集成到几乎任何系统中。