NTC温度采样设计注意事项
温度采样最简单实用的方法是使用NTC,电路拓扑如下:
电路虽然简单,但并不是随便一个电阻分压就完事了,该电路需要注意以下几点:
①NTC的非线性。低温区电阻值随温度变化剧烈,高温区电阻值随温度变化比较平缓。因此需要注意应用中关注的是高温区还是低温区,分压电阻的选择会影响温度区间的分辨率。
例如一颗10K的NTC,使用10K分压电阻,20℃左右分辨率最高:
当分压电阻选择2K时,60℃左右分辨率最高:
②NTC的功率。流过NTC的电流是有限制的,一般手册中都会给出。当温度较高时,可能电阻值下降到了几百欧姆。如果分压电阻选择的较小,这时流过NTC的电流较大,自身发热严重,采集的温度就不准了。这是一个很容易忽视的问题。
关于NTC参数:
热辐射常数:δ\deltaδth,常用单位mW/K
热容:Cth,常用单位mJ/K
NTC功率满足如下公式:
P=δth∗(T−Ta)+Cth∗dTdtP=\delta th*(T-Ta)+Cth*\frac{dT}{dt}P=δth∗(T−Ta)+Cth∗dtdT
其中T是NTC自身瞬时温度,Ta是空气温度,dTdt\frac{dT}{dt}dtdT是温度随时间变化率。
一般认为dTdt\frac{dT}{dt}dtdT约为0,根据欧姆定律有:
I2∗R(T)=δth∗(T−Ta)I^2*R(T)=\delta th*(T-Ta)I2∗R(T)=δth∗(T−Ta),因此:
I=δth∗(T−Ta)R(T)I=\sqrt\frac{\delta th*(T-Ta)}{R(T)}I=R(T)δth∗(T−Ta)
知道了温度T时的阻值,允许的温度波动,就能计算出温度T时允许流过NTC的电流了。
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