热敏电阻电路图分析

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

2015-5-14 10:44

本帖最后由 cauhorse 于 2015-5-14 11:22 编辑

cl234583745 发表于 2015-5-14 09:07
那你的说意思就是Rntc = f（Vadc），反过来由ad计算出阻值查表就行了吗？
那这样若我想提高精度还能做什 ...

抱歉，我还没见过“NTC校验仪”，不过要想校准电路的精度，用个标准电阻箱就可以了，就是手动测试过程比较麻烦；
如果想得到理想的“标准”温度环境有困难，感兴趣可以用这个：
标准干体炉
就是代价太高，有些计量单位都不见得用得上。
简单一些，可以找一个精度等级高一些的测温仪表辅助你建立NTC用的“AD值-温度”关系表，不过为了得到变化的温度场，你得先做个校准用的工装，或者干脆把那个测温仪表的探头固定在NTC测温点附近，连上PID温控仪加热得到不同的温度点，比方5度10度一个间隔，同时采集ADC测量NTC的数值结果，这样做表更准确一些。
最后忘了说了，一个应用都使上NTC了，一般情况下，“高精度”就不是这个设计当中特别关注的技术指标；NTC在家电当中特别常见，比如弄个电磁灶做个饭，不至于非得得到正负0.1度的精度范围吧（分辨率倒是可以简单地通过一些滤波手段得到超过0.1度的显示效果的）。

2015-5-14 11:53

cl234583745 发表于 2015-5-14 11:38
你们还不信，我们买的都是医疗用的热敏电阻，有公司在专门做的，医疗都是用这个的，所以可能是能达到0.1 ...

我没说不信，是你的方法不靠谱。我也把两毛一个的NTC做到室温附近的区段正负0.5的精度，用在恒温搅拌器上，又何尝行不通。
校准整台仪表精度，离了测温元件行不行？
如果测温元件的阻温特性与厂家给出的特性曲线完全一致，那你只要准确检测测温元件的阻值就可以了。
但是。你的产品给客户的指标是温度值的“测量精度”，
不管你用何种方法，仅校准仪表，再接上不同的测温元件，哪怕是同一个批次下来的，元件本身因原料、制造过程等等造成的偏离是没法避免的。
再想校准，可以用液槽炉或干体炉，把探头搁里头，设定标准温度，得到的值记录在仪表里，下次用来计算真实测量值。

2015-5-14 12:07

cl234583745 发表于 2015-5-14 12:01
若是一台，多麻烦也都校准了，并且精度还可以。但是每太都用这一台校准的标准，就有误差。这误差的产生不 ...

只校准除NTC以外的电路，做个校准工装，在软件里设置一段自动校准代码，自动切换电阻网络完成校准也是可以的，至少生产调试过程可以这么做，也不麻烦。

2015-5-16 13:47

cl234583745 发表于 2015-5-15 08:25
这个办法我用了，我以为是很笨的办法，以为有高级的方法

我们以前做过一个工装，上面一排钮子开关，板子上电从菜单进校准模式，显示屏跳一个字，就手动闭合一个钮子开关，测量一组电阻值；程序里头对被测的阻值是有预估的，差太远的值会直接提示报错（工装里头可能有线松掉了，修好再用）；后来调试的也嫌麻烦就改成自动模式了——把控制板串口接到工装上发指令，工装根据指令自动切换一组信号继电器，走完校准过程没问题就报OK，把参数写进FLASH就收工了。

热敏电阻电路图分析

精华达人奖章

湍急之河流

伴坛终老

技术奇才奖章