贴片NTC热敏电阻的其他魅力
2023-08-28
贴片NTC热敏电阻的其他魅力
下图是使用了贴片NTC热敏电阻的温度检测电路的例子。
图2. 贴片NTC热敏电阻温度检测电路实例
将贴片NTC热敏电阻和贴片电阻串联，施加恒定电压。这时的分压与贴片NTC热敏电阻的温度的关系如图3所示。
图3. 分压电压 (Vout) 的温度特性
在较宽的温度范围内可以获得非常大的电压变化，这种电压变化作为温度信息来处理。从而在温度超出阈值时发出警示。
值得注意的是，图2中电压变化很大，但在AD转换器(ADC)之前却没有使用放大器。不限于温度传感器，通常来自电子装置中使用的传感器的信号非常微弱，并且需要一些信号放大器。而贴片NTC热敏电阻是少数不需要放大器的传感器。
这里考虑一下ADC的分辨率。如图2所示，假设施加至贴片NTC热敏电阻的电压与向微机内的ADC供给的电压相同，并且ADC的输入范围为0V~3V。如果ADC的分辨率为10位，则量化单元(LSB: Least Significant Bit) 变为大约3mV。
另外，在与图3相同的温度范围，即-20℃～+85℃下，能够得到的单位温度的电压变化(增益)如图4所示。即使在增益最小的温度范围的上限和下限，也可以获得约10 mV/℃的增益。此时，1LSB相当于约0.3℃。即使安装在微型计算机中的10位ADC也可以预期约0.3℃的温度分辨率。当然，在室温附近存在30mV/℃以上的增益，因此1LSB为0.1℃以下。
图4. 单位温度的电压变化(增益)
使用配备有微型计算机的标准ADC，可以通过简单的电路轻松形成温度检测电路。这是贴片NTC热敏电阻广泛用于电子设备温度检测的主要原因。
简单电路&高精度温度测定
那么，使用普通贴片NTC热敏电阻和电阻的温度测量精度是多少？
再看一下图3。该图是使用电阻值公差±1%的贴片NTC热敏电阻和贴片电阻时的电压温度特性。对得到的电压的中心值和细线根据部件的最大公差等计算的电压的上下限值进行绘图。由于几乎看不到差，因此，将中心值为零时的上下限值换算为温度的图表如图5所示。
图5. 对图3中Vout误差温度进行换算
结果显示，在+60℃下产生约±1℃的误差，在+85℃下产生约±1.5℃的误差。为了监测电子设备内部的温度，例如基板温度，可以预期足够可靠的温度测量精度。
使用简单的元器件和电路就可以实现高精度的温度测量，贴片NTC热敏电阻的高性价比也就不言而喻了。
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