使用NTC电阻测温,希望能在30~40范围内线性化,并达到合适的精度。
由参数表中的B值公式,可以推导出不同温度下的NTC电阻值。
其中R0为需要测量的最低温度时的电阻值,T0为最低开氏温度。
令,则
如果用一个阻值为R的电阻上拉,上拉电压为V,则输出电压为:
如果Vt 是线性变化的,则Vt 对t求导数会表现为一个常量,也就是说与t无关。
从这个结果,负号可以看出NTC测温确实是温度越高电阻越小,但很难得到Vt是相对于t线性变化这一结论。
使用数值计算分析一下。
B = 3950;
T0 = 273.5 + 30;
R0 = 8.0512;
k = R0*exp(-B/T0);
Ru = 4.7;
V = 3.3;
t = T0:0.1:273.5+40;
tc = 30:0.1:40;
Rt = R0 * exp(B*(1./t-1/T0));
figure(1);
plot(tc,Rt)
title('Rt 值 30~40度');
grid on
Vo = V*Rt./(Ru+Rt);
% V0 求导
Vot = -B*k*Ru*exp(B./t)./(t.*t)./(Ru+k*exp(B./t))./(Ru+k*exp(B./t));
Ad = Vo/V*4096;
figure(2);
plot(tc,Ad)
title(['上位' num2str(Ru) 'KΩ¸' ' AD 输出值']);
grid on
figure(3)
plot(tc,Vot)
title(['V 对t求导 mean =' num2str(mean(Vot)) 'var=' num2str(var(Vot))]);
grid on
在 30~40度范围内,使用4.7KΩ电阻作为上拉,线性度比较好。用6.8KΩ作为上拉精度会更高一些,因为斜率是-42。
从对V求导可以看出,实际输出电压线性度还可以。
使用线性拟合后的误差来评价更加直观
使用4.7K电阻线性拟合及偏差
使用6.8K电阻线性拟合及偏差
END
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