高溫熱敏電阻如果您打算在整個溫度范圍內(nèi)均使用熱敏電阻溫度傳感器件,那么該器件的設計工作會頗具挑戰(zhàn)性。熱敏電阻通常為一款高阻抗、電阻性器件,因此當您需要將熱敏電阻的阻值轉(zhuǎn)換為電壓值時,該器件可以簡化其中的一個接口問題。然而更具挑戰(zhàn)性的接口問題是,如何利用線性 ADC 以數(shù)字形式捕獲熱敏電阻的非線性行為。
高溫熱敏電阻
熱敏電阻的阻值會隨著溫度的改變而改變,而這種改變是非線性的,Steinhart-Hart公式表明了這一點。在進行溫度測量時,需要驅(qū)動一個通過熱敏電阻的參考電流,以創(chuàng)建一個等效電壓,該等效電壓具有非線性的響應。您可以使用配備在微控制器上的參照表,嘗試對熱敏電阻的非線性響應進行補償。即使您可以在微控制器固件上運行此類算法,但您還是需要一個高精度轉(zhuǎn)換器用于在出現(xiàn)值溫度時進行數(shù)據(jù)捕獲。
您可以在數(shù)字化之前使用“硬件線性化”技術(shù)和一個較低精度的 ADC。(Figure 1)其中一種技術(shù)是將一個電阻RSER與熱敏電阻RTHERM以及參考電壓或電源進行串聯(lián),將 PGA(可編程增益放大器)設置為1V/V,但在這樣的電路中,一個10位精度的ADC只能感應很有限的溫度范圍(大約±25°C)。
微控制器固件的溫度傳感算法可讀取 10 位精度的 ADC 數(shù)字值,并將其傳送到PGA 滯后軟件程序。PGA 滯后程序會校驗 PGA 增益設置,并將 ADC 數(shù)字值與圖1顯示的電壓節(jié)點的值進行比較,如果 ADC 輸出超過了電壓節(jié)點的值,則微控制器會將 PGA 增益設置到下一個較高或較低的增益設定值上。如果有必要,微控制器會再次獲取一個新的 ADC 值。然后 PGA 增益和 ADC 值會被傳送到一個微控制器分段線性內(nèi)插程序。