温度传感器都是模拟量怎么计算成华摄氏度

温度传感器都是模拟量怎么计算成华摄氏度,第1张

温度传感器是应用系统和实际应用之间的桥梁,而温度是实际应用中经常需要测量的参数,许多工艺都需要依靠温度来实现。

温度传感器种类繁多,有NTC、PTC、热电偶等等。其中最为常见,且性价比最高的当然是NTC。

NTC(Negative Temperature Coefficient)是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料,由此不难理解NTC的电阻值与温度有对应关系。也就是负温度系数热敏电阻(NTC)在温度越高时电阻值越低。

NTC温度传感器根据电阻值得出温度值的方法:

实际应用中NTC温度传感器温度计算方法主要有两种方法:

第一种是通过查找表方法,一般的NTC传感器的数据手册上都会标出温度与电阻值对应的关系。

那么在没有数据手册的情况下,就可以用第二种方法,通过公式计算出NTC温度传感器温度。

公式:Rt = R *EXP(B*(1/T-1/T0))

对上面的公式解释如下:

T和T0指的是K度即开尔文温度,K度=273.15(绝对温度)+摄氏度

Rt、R分别为温度T、T0时的电阻值

B为材料常数。该参数一般在产品规格表中都会给出。

EXP是e的n次方

对于已知Rt求T1还需要做一些转换,对于math.h中提供exp(a)函数,用于求e的 a次方。所以涉及公式转换需要公式lnx。

T = NTC_B*log10(e)*NTC_T0 / ( NTC_T0*log10(fRegister) + NTC_B*log10(e)LOGE - NTC_T0*log10(NTC_R0) ) - 273(这里使用换低公式换成log10,相比log计算时间有明显减少)。

热敏电阻是一个电阻器件,因此根据欧姆定律,如果我们通过一个电流,它将产生电压降。

由于热敏电阻是一种有源类型的传感器,也就是说,它需要一个激励信号用于其工作,所以温度变化引起的电阻变化可以转换为电压变化。

这样做的最简单方法是使用热敏电阻作为分压电路的一部分。

在电阻和热敏电阻串联电路上施加恒定电压,并在热敏电阻上测量输出电压。

例如,如果我们使用10kΩ热敏电阻和10kΩ的串联电阻,那么在25℃的基准温度下的输出电压将是电源电压的一半。

当热敏电阻的电阻由于温度变化而变化时,热敏电阻两端的电源电压部分也会发生变化。

从而产生与输出端子之间的总串联电阻的一部分成比例的输出电压。

其中热敏电阻的电阻由温度控制,所产生的输出电压与温度成正比,所以热敏电阻越热,电压越低。

如果我们颠倒串联电阻RS和热敏电阻RTH的位置,则输出电压将反方向变化,即热敏电阻变得越热,输出电压就越高。

非线性的就不能用公式直接计算了,只能使用查表得办法,先预先测量NTC在不同温度时输出的电压值(即ADC转换得到的数据)是多少,做点修正后作为表格存储在单片机中,这样在测量未知温度的时候,根据查表数据推算出测量温度的真实值。


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