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必看:NTC熱敏電阻的6點電氣操作

2020-08-31 17:20:44閱讀量:1156

NTC熱敏電阻體積可以小到一粒綠豆那么大,但功能卻非常重要。如果使用不當,就等同于玩火,毀壞整個電路或設備。以下以株式會社村田制作所的FTN系列NTC熱敏電阻(扁薄頭絕緣溫度傳感器)為例,介紹NTC熱敏電阻的6項電氣操作。

(1)電阻- 溫度特性

NTC熱敏電阻產品的電阻-溫度(R-T)特性非常關鍵,電阻值相對于溫度呈指數級變化。R-T曲線顯示了每一攝氏度階躍時的電阻值,其中“R-中心”是各溫度時的典型電阻,“R-低”和“R-高”分別是電阻的下限和上限。

  

電阻的溫度特性


(2)恒壓驅動

在常用的溫度傳感電路中,通常將熱敏電阻和普通電阻器串聯連接,并施加以恒定電壓(Vin)。這被稱為恒定電壓驅動,熱敏電阻上的電壓(Vout)可以通過公式計算:

Vout = Vin x RNTC / ( RNTC + R )


  


在寬泛的檢測溫度范圍,可獲取顯著的電壓變化。該電壓變化與溫度相關。具體地說,直接將熱敏電阻連接至微控制器裝置(MCU)的模擬-數字(A/D)端口上以進行A/D轉換,可以通過MCU的邏輯將A/D轉換值視為溫度信息。

例如,為了在一定溫度時顯示警告,需要編程MCU以便在檢測到A/D轉換值相當于溫度時發出警告。

(3)A/D轉換器電壓增益和分辨率

相對于溫度的電壓變化(增益)。即便處于溫度檢測范圍(-20至+85℃)的下限和上限,增益變為最小時,仍可以獲得超過10mV/℃的增益。

  


(4)熱敏電阻和電阻器允許公差的估計誤差

在使用具有±1%電阻偏差偏差的熱敏電阻和電阻器時獲取的電壓-溫度特性,給出了電壓的典型值、下限和上限。

在中心值為零(0)時,幾乎沒有什么溫度差別。+60℃時可觀察到約±1.0℃的溫度誤差,+85℃時可觀察到約±1.5℃的溫度誤差。

雖然熱敏電阻精度可能不佳,但其用于監測電子設備中的溫度仍足夠可靠。使用熱敏電阻和電阻器的正常允許公差,可以提供非常高的性價比。

(5)熱敏電阻和ADC的外施電壓

熱敏電阻的外施電壓(Vin)和MCU中的ADC的電壓(Vref)來自相同的電壓源。ADC的輸入電壓(VNTC)將根據Vin(=Vref)變化,電壓變化在理論上取消。

電壓源將被加以規范,但它還是有一定的誤差或波動。該誤差對溫度感應精度有直接的負面影響。因此,強烈推薦使用此類差分電壓檢測。

(6)取消低頻率噪聲的電容器

建議使用與熱敏電阻或電阻器并聯的電容器。由于ADC的采樣周期和/或電路中周圍部件的影響,將觀察到VNTC的低頻率噪聲。此類噪聲可使用并聯電容器去除。普遍使用的電容器靜電容量為0.01uF至1uF。在選擇靜電容量時,請參考ADC和/或MPU的數據表和/或應用說明。


  


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村田 | NTC熱敏電阻 | 電氣