設(shè)計(jì)師最常使用的是熱敏電阻 器而不是溫度傳感器，因?yàn)闊崦綦娮杵饔懈叩撵`敏度，以及小巧、經(jīng)濟(jì)和小的時(shí)間常數(shù)。但是，大多數(shù)熱敏電阻器的電阻-溫度特性是高度非線性的，對(duì)于要求線性響應(yīng)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)必須作校正。圖1是一個(gè)用熱敏電阻器作傳感器的簡(jiǎn)單電路，它的時(shí)間周期隨溫度呈線性變化，在高至 30k 的范圍內(nèi)，非線性誤差小于 0.1k。可以用一個(gè)頻率計(jì)數(shù)器將該周期轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。對(duì)熱敏電阻器的阻值計(jì)算有一個(gè)按泊松定律的近似式，即熱敏電阻器阻值 rt 為溫度q的函數(shù)，rt=ab-q。在窄的溫度范圍內(nèi)，該關(guān)系式可近似地描述為一個(gè)實(shí)際熱敏電阻器的行為。

    在熱敏電阻器上可以并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻rp，獲得一個(gè)接近于 30kω的有效電阻。在圖1中，端點(diǎn)a和b之間連接的網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)ab-q的有效電阻rab。jfet q1和電阻rs構(gòu)成電流調(diào)節(jié)器，在端點(diǎn)d和e之間提供一個(gè)恒流源is。

    r4上的電壓通過(guò)緩沖放大器 ic1激勵(lì)由r1和c1串聯(lián)構(gòu)成的rc 電路，當(dāng)r2大于rab 時(shí)，r1上產(chǎn)生一個(gè)呈指數(shù)衰減的電壓。當(dāng)r1上的電壓降至低于熱敏電阻器rt電壓的瞬間，比較器ic2的輸出狀態(tài)改變，電路振蕩，圖2中ic2的輸出端產(chǎn)生一個(gè)電壓波形。振蕩周期t = 2r1c1ln(r2/rab)≈2r1c1[ln(r2/a)+qlnb]。該式表示周期t隨熱敏電阻的溫度q呈線性變化。

    通過(guò)改變電阻器r1的值，就可以方便地改變轉(zhuǎn)換靈敏度δt/δq。q1 與 r1構(gòu)成的電流源決定輸出周期 t，它對(duì)供電電壓和輸出負(fù)載的變化非常不敏感�？梢酝ㄟ^(guò)改變r(jià)2，在不影響轉(zhuǎn)換靈敏度的情況下改變周期 t。溫度范圍ql至qh給定時(shí)，轉(zhuǎn)換靈敏度為sc，可以設(shè)計(jì)電路如下：使qc表示溫度范圍的中心溫度。測(cè)量熱敏電阻器在溫度ql、qc與qh處的阻值，用三個(gè)電阻值 rl、rc 和 rh 確定 rp，qc處的 rab 表示ql與qh處rab的幾何平均數(shù)。對(duì)這個(gè)rp值，可以使三個(gè)溫度點(diǎn)（ql、qc和qh）的rab精確等于ab-q。

    當(dāng)溫度范圍為30k或30k以下時(shí)，大多數(shù)熱敏電阻器對(duì)這個(gè)區(qū)域中的其它溫度，偏離ab-q的rab 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯低于0.1k的非性線誤差。rp值可以用下式計(jì)算：rp=rc[rc(rl+rh)-2rlrh]/(rlrh-rc2)。由于溫度-周期轉(zhuǎn)換的靈敏度sc為 2r1c1lnb，因此選擇r1和c1時(shí)可以使下式成立：r1c1=sc[qh-qc]/ln(ql處的rab/qh處的 rab)，以得到所需sc值。如要得到一個(gè)低溫度ql的特定輸出周期tl，r2應(yīng)等于 (ql處的rab)ey，其中y表示 (tl/2r1c1)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，r2的選值比較低，因?yàn)?ic2的非零響應(yīng)延遲會(huì)增加輸出周期。

    下面，將電位器 r1 和 r2 值設(shè)為接近于計(jì)算值。在調(diào)節(jié) r1 得到正確 sc 后，調(diào)節(jié) r2，使 t 等于溫度ql 時(shí)的 tl。兩個(gè)分壓器電阻 r3 與 r4 阻值應(yīng)相等，并且公差近似。作為一個(gè)實(shí)例，標(biāo)準(zhǔn)熱敏電阻器可以采用如 yellow springs instruments 46004，將 20℃至 50℃的溫度范圍轉(zhuǎn)換為 5ms 至 20 ms 的周期。該熱敏電阻器的 rl、rc和rh電阻值分別為 2814ω、1471ω和 811.3ω，分別對(duì)應(yīng)低點(diǎn)、中點(diǎn)和高點(diǎn)溫度。該設(shè)計(jì)的參數(shù)還有sc=0.5 ms/k、ql=20℃、qh=50℃、qc=35℃以及 tl=5 ms。

     由于電流 is 只有部分通過(guò)熱敏電阻器，is 應(yīng)低到避免出現(xiàn)自發(fā)熱效應(yīng)。該設(shè)計(jì)采用的 is 約為 0.48 ma，當(dāng)熱敏電阻器的耗散常數(shù)為 10 mw/k 時(shí)，自發(fā)熱誤差低于 0.03k。圖1 是例子中所用元件的值。所有電阻器公差均為 1%，額定功率為0.25w，c1 是聚碳酸酯電介質(zhì)電容器。

    用標(biāo)準(zhǔn)的 2814ω至811.3ω、0.01% 公差熱敏電阻器作替換，可模擬 20℃至 50℃之間的各種溫度，產(chǎn)生的 t 值為 5ms 至 20 ms，正確讀數(shù)的最大偏差小于 32ms，響應(yīng)的最大溫度偏差低于 0.07k。如果使用一個(gè)耗散常數(shù)不大于 10 mw/k 的熱敏電阻器，實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生的最大誤差小于 0.1k

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