设计一个热敏电阻测温电路

Question

如题所述

Answer 1

目标：设计一个使用NTC温敏电阻测量温度的电路，要求一定精度。

NTC温敏电阻与温度的关系公式为 

T = 1./(1./(273.15+25)+1./B*log(Rt./R25))-273.15

其中，B为热敏电阻的固定参数，R25为其在25摄氏度下的阻值，Rt为实际温度下的阻值

下图显示了R25=10k，不同B值的热敏电阻温度电阻曲线

使用电阻分压法加运放跟随设计模拟端电路，测量4-10k就能覆盖人体体温范围了。

我的电路有个特殊要求，待测电阻必须有一端接VCC，而且整体功耗不能太大，这就限制了需要使用运放负端输入，最终的电路如下，R2为待测电阻：

很容易可以得到 (V1-Vm)/R2 + (Vo-Vm)/R3 = Vm/R1

ADC满量程输入为1.8V，便于利用上整个ADC的12位，得到更高精度的结果。参数先凭感觉胡乱设一下，然后Multisim扫描出来可得R2与输出的关系曲线为：

看上去符合要求。计算一下ADC读数和温度的关系：

可以看到不是一个直线，需要做回归计算，使用MATLAB回归工具箱进行回归可得关系式

带入程序中，计算得到阻值，再计算得到温度值即可。

此外，就算ADC无噪声分辨率能差到只有10位，满足0.1摄氏度的精度，测量范围也能到100度，之后我会分享如何将电路设计到最佳工作状态。