设计一个热敏电阻测温电路

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

未更新

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。

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