热敏电阻电路图分析

登录 · 发表于 2015-4-30 08:42

本帖最后由 cl234583745 于 2015-5-13 08:43 编辑

热敏电阻电路图分析，最好还能写出计算公式。并说明那些会影响一致性

发表于 2015-5-5 07:46

沉了吗

发表于 2015-5-5 23:29

本帖最后由 cauhorse 于 2015-5-5 23:32 编辑

先把运放画成常用的运放符号，整理电路图。
然后先说下你对这个电路的理解。可能你把电路图整理完，就已经看明白了，内容还是比较简单的。

登录 · 发表于 2015-5-6 08:11

cauhorse 发表于 2015-5-5 23:29
先把运放画成常用的运放符号，整理电路图。
然后先说下你对这个电路的理解。可能你把电路图整理完，就已经 ...

就一个10k热敏电阻测量电路。
有点问题，就是一致性不是太好。我想修改下，或者看看问题出在哪里。结果处理是，取一段温度范围计算出斜率，根据这个斜率算出零点的温度，然后范围内的一个ad减去零点的再除以斜率就直接得出温度值。要精确就要范围取得很细，这样标定起来太麻烦。是否可以吧ad转换阻值，再查表，是比前面算法好一些。不用标定那么多点了。
所以帮忙分析电路，各个阻值都怎么计算的，以便能修正算法，让一致性和精确度能更好一些，或者有现成的ntc电路更好了:P

发表于 2015-5-6 10:13

你需要多高的精度指标？NTC测温元件线性度远不及铂热电阻器。
你把NTC接入电路，静态的输入输出关系不难得到啊，这个电路取NTC两端电压，分别跟随，再做差分放大，输出是两倍的上端电压减去下端电压。
既然要先采集数据做表，计算值就只能做个参考，就算按照厂家给出的阻温表计算结果，仍不能准确表示你当前的、电路中的那只NTC的阻温特性，何况不同厂家的产品可能有差异，同一厂家还有批次性问题：
http://wenku.baidu.com/view/bc443618227916888486d79a.html
做表其实不是单单为了使用查表法，而是通过查表尽量减小器件非线性带来的测量误差，如此，最好的方法当然仍是标定过程，计算值仅可用来做为参考，当然，可能比两点标定或不标定的测量结果“好看”些。
我以前发过一个二分法计算NTC的代码，可以参考：
https://bbs.21ic.com/icview-251542-1-1.html

发表于 2015-5-6 13:29

cauhorse 发表于 2015-5-6 10:13
你需要多高的精度指标？NTC测温元件线性度远不及铂热电阻器。
你把NTC接入电路，静态的输入输出关系不难得 ...

1.那怎么由ad值算出来电阻呢？不是要用电阻去查表吗？

2.查表我会，pt100的我就是用电阻查表来得到温度的。标定是标定什么呢？改变表里的一直数值吗？

发表于 2015-5-6 13:48

1.知道怎么由电阻值得到AD输入端的电压值，自然也就知道如何从AD值换算电阻值了，换算关系固定，用电阻值查表还是AD值查表，并没有本质区别；
2.度娘说的，”标定包含两方面的意思：一是使用标准的计量仪器对所使用仪器的准确度（精度）进行检测是否符合标准，一般大多用于精密度较高的仪器。二是有校准的意思。”
这里要做的实际是校准输入与输出之间的换算关系。严格地说，标定过程需要把测温元件放置在标准温度环境中，待稳定后，取得的测量值（一般是电参量）作为当前温度下的对应数值；取多个温度点，得到对应的测量值，就可以得到分段线性化的标定区间，计算方法同两点插值公式；一般这样标定的难度比较大，你得有一定的实验室条件，所以对于标准测温元件，可以用标准信号源标定，但是这个“标定”一般不包含传感器本身——拿PT100来说，信号源模拟成一个RTD（就是PT100)，接到你的变送器上，再由信号源模拟给出几个标定点温度值，操作结束后，这个变送器对于标准RTD的检测准确度得到了校正。
说那么多，意思就是，别标定了，你就用表算就行，至于AD值换算温度值，参考第1条，这个你肯定会算。

发表于 2015-5-6 14:00

本帖最后由 cl234583745 于 2015-5-6 14:28 编辑

cauhorse 发表于 2015-5-6 13:48
1.知道怎么由电阻值得到AD输入端的电压值，自然也就知道如何从AD值换算电阻值了，换算关系固定，用电阻值查 ...

1.由电阻值得到AD输入端的电压值，不知道啊，
2.标定是标定2个点吗？中间的值就能稍微精确些了，那不就是改变表里面的数值了吗？还是表格不变，2点中间的值就是ad转换的结果，怎么标定呢
3.不同的板子一致性有差别，那些阻值跟精度有关系呢

发表于 2015-5-6 14:37

1.电路输入输出关系会算吧？Vadc = f(Rntc)，求反函数？能搞定不？上面已经回复过了“取NTC两端电压，分别跟随，再做差分放大，输出是两倍的上端电压减去下端电压。”
2.不是中间值精确，是标定值准确；两个标定点之间，用一段直线段来代替真实的NTC特性曲线，点取得越多，这些直线段连成的折线就越接近真实的NTC特性曲线，理论就是这样；
3.先别管板子。

登录 · 发表于 2015-5-8 13:41

本帖最后由 cl234583745 于 2015-5-8 14:52 编辑

cauhorse 发表于 2015-5-6 14:37
1.电路输入输出关系会算吧？Vadc = f(Rntc)，求反函数？能搞定不？上面已经回复过了“取NTC两端电压，分别 ...

大神第一点我还是不会算啊，你帮我算下啊。后面的明白了

在有网上好像没有ntc的电路，一般就如图那样简单，能行吗？
不同rtd和热电偶，都有很多电路图

发表于 2015-5-9 16:27

最好还能写出计算公式

发表于 2015-5-11 15:30

cauhorse 发表于 2015-5-6 13:48
1.知道怎么由电阻值得到AD输入端的电压值，自然也就知道如何从AD值换算电阻值了，换算关系固定，用电阻值查 ...

上面电压-下面电压，再两倍。这样的话是不是10k 51k 20k的阻值精度对结果有影响啊。原来用的都是0805 5%精度。另外串联的1k 10k，2.2k电阻都是什么作用呢

发表于 2015-5-11 21:12

cl234583745 发表于 2015-5-11 15:30
上面电压-下面电压，再两倍。这样的话是不是10k 51k 20k的阻值精度对结果有影响啊。原来用的都是0805 5% ...

对，有影响。其实精度在其次，主要是温漂和年漂，值觉得不准可以先拿电桥测一下，温漂最好选小一些的，或者采用温度补偿电路。串连电阻用作RC滤波，10k与20K设置放大增益。

发表于 2015-5-12 15:41

本帖最后由 cl234583745 于 2015-5-12 15:51 编辑

cauhorse 发表于 2015-5-11 21:12
对，有影响。其实精度在其次，主要是温漂和年漂，值觉得不准可以先拿电桥测一下，温漂最好选小一些的，或 ...

现在计算是：温度=(AD-ad（0度）)/斜率。 ad（0度）和斜率，是根据标定两端ad结果计算出来的。两端范围选的越小精度就越高，也越麻烦。怎么能由ad算出来ntc阻值，在查表，是不是能好点呢？尤其电阻对应温度的表就是现成的，复制进程序，若知道阻值，查表就知道温度了

发表于 2015-5-12 16:00

先把NTC的阻温特性曲线搞到手，用5楼那张表就可以了，每次计算不要从0度开始，先确定采集到的电压落在哪两个查表数据之间，再用这两个查表数据建立线性方程，求出这个采集点对应的温度。

发表于 2015-5-13 08:30

本帖最后由 cl234583745 于 2015-5-13 08:47 编辑

cauhorse 发表于 2015-5-12 16:00
先把NTC的阻温特性曲线搞到手，用5楼那张表就可以了，每次计算不要从0度开始，先确定采集到的电压落在哪两 ...

你上面的程序有错误吧？mid=（max+min）/2.有变化吗？怎么查出来阻值和温度的呢
由阻值查找温度我会，pt100的我就做过，只不过pt100的有一个芯片给出来的公式，（Code = (2N × AIN × GAIN)/VREF ）可以由ad结果直接算出来阻值，再由阻值查表得到温度的。这个怎么由ad结果转换成阻值呢？这就要分析上面电路，跟电路有关系了吧？
再有我用的10k ntc阻值表好像跟你的不同，怎么回事呢？http://item.taobao.com/item.htm? ... 1&abbucket=9#detail（发现了你的是100k的，我是10k的）

先查找该阻值的表格位置，再转换成温度
uint find_table_pt100(uint data)
{
uint  start, mid, end;
uint  dat;

start = 0;
end = 860;

// 1. 检查数据合法性
if ((data > 33279) || (data < 1852))
{
      return 0xff;
}

// 2. 开始二分法查找
while (start <= end)
{
      mid = (end + start) >> 1;
      dat = table_pt100[mid];
      if (data > dat)
      {
         start = mid + 1;
      }
      else if (data < dat)
      {
         if (mid)
         {
            end = mid - 1;
         }
         else
         {
            break;
         }
      }
      else
      {
         return (mid);
      }
}

return (mid); // 找不到返回值附件的下标
}

uint get_temp(uint data)
{
uint index = 0;
uint temp = 0;

// 1. 得到下标
index =  find_table_pt100(data);

if (0xffff == index) // 数据格式不正确
{
         return 0xff;
}

// 2. 查找范围
if (table_pt100[index] == data) // 正好相等
{
      // 3. 计算温度
      temp = (index * 10);
}
else
{
      // 3. 计算温度
      if (table_pt100[index] > data)
      {
         temp = 10*(index-1)  + 10*(data-table_pt100[index-1]) / (table_pt100[index]-table_pt100[index-1]);
      }
      else
      {
         temp = 10*index + 10*(data-table_pt100[index]) / (table_pt100[index+1]-table_pt100[index]);
      }
}

return temp;
}

发表于 2015-5-13 09:05

cauhorse 发表于 2015-5-12 16:00
先把NTC的阻温特性曲线搞到手，用5楼那张表就可以了，每次计算不要从0度开始，先确定采集到的电压落在哪两 ...

上面的计算是通过插入一些温度阻值，得到一些该温度阻值对应的ad值。从而是ad和温度建立联系的。这就要求每次都标定温度阻值对应的ad值。若实验都测试好了，以便后面使用，就出现不同板子一致性误差的问题。我主要是想改变这种通过标定方法插入固定温度的阻值->ad值，这种对应关系，以减少标定甚至不标定，减少一致性带来的误差。能否由ad值算出来阻值呢

发表于 2015-5-13 10:23

复制

nuiMidVal = (nuiTempMax + nuiTempMin) / 2;

就是二分法中”二分“的过程；看那个贴子8楼的附件。
你的NTC”标定“是无法准确实现的，标定方法我在7楼已经说过，对于PT100，用标准信号源标定的是变送器或信号调理器，不是PT100本身。
即使按照NTC标准阻温特性表，整理出所有特定温度点下的阻值，再代入电路计算出AD转换结果，仍无法避免”不同板子一致性“的问题。
标定，即使用标准测量环境来校准，不是单靠计算实现的。

发表于 2015-5-13 14:13

本帖最后由 cl234583745 于 2015-5-13 14:30 编辑

cauhorse 发表于 2015-5-13 10:23
就是二分法中”二分“的过程；看那个贴子8楼的附件。
你的NTC”标定“是无法准确实现的，标定方法我在7楼 ...

Vadc=2VCC（51-10）/（51+10+Rntc）
10位ad
Vadc=5AD/1024

所以Rntc=（1024（51-10）*2VCC）/5AD - （51+10）
这样对吗？
我原来的就是ad查表得到温度。所以要标定很多温度点的ad值，没有那么高的条件，所以这个过程就有很多误差，并且很麻烦，尤其同一批元件做出来的产品也都要逐一标定。随机误差
你说用阻值来查表得到温度，和ad查表得到温度没有本质区别。的确是这样的。但若上面的公式对，再用这个阻值来查表得到的温度。阻值温度表是标准的，阻值是计算出来的，误差和一致性不会小很多吗？这个该算系统误差吧。

我还是不够理解电路，比如为什么上下用10k 51k的电阻。运放为什么用12v供电，那些影响精度。

发表于 2015-5-13 16:46

再明确一下，你的“逐一标定”没有改善测量准确度，因为这个过程不是标定，实际只是在提前计算NTC的阻值而已，准确与否仍然依赖于标准NTC阻温特性表与当前器件的阻温特性的一致性的大小；
你要查表得温度，为何要“标定很多温度点的AD值”呢？这个“标定”只是想让AD采样换算NTC阻值时更方便一些对吧，不用每次都按电路原理计算NTC的当前阻值，但实际上，每次先根据AD值计算NTC当前的阻值，再查阻温特性表，也并无不妥；且这样的程序更方便阅读、移值（与你用什么的硬件没有太大关系）；
再考虑一下，如果你取得的AD值没有落在你的”AD值-温度“表中的已有值上，也需要先查表，再进行一次插值运算才能得到一个温度值，这个温度值与你直接使用阻温特性表插值的结果比，那个更为准确？你的插值结果与通过Rntc = f（Vadc）计算的结果完全一致吗？（可以试试用软件把Rntc = f(Vadc)的图线画出来看看。）
这种分压电阻网络，通常用一个分压电阻也可以正常工作，和你10楼发的图类似。改变NTC以外的电阻，ADC采样区间会有变化，可以计算一下；因此要根据你的ADC采样要求取值。

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