熱敏電阻測(cè)溫原理

　　熱敏電阻測(cè)溫原理與熱電偶的測(cè)溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測(cè)量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即Rt=Rt0［1+α（t-t0）］式中，Rt為溫度t時(shí)的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時(shí)對(duì)應(yīng)電阻值；α為溫度系數(shù)。半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為Rt=AeB/t式中Rt為溫度為t時(shí)的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測(cè)溫范圍只有-50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測(cè)和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。

　　熱敏電阻測(cè)溫電路設(shè)計(jì)方案匯總（一）

　　1、電路整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　由于本課程設(shè)計(jì)中，受到WAVE2000實(shí)驗(yàn)箱的限制，電路整體結(jié)構(gòu)如下：

　　2、軟件設(shè)計(jì)

　　本課程設(shè)計(jì)采用的為匯編語(yǔ)言。整體設(shè)計(jì)思路為：

　　開(kāi)始—初始化程序—AD轉(zhuǎn)換—數(shù)值轉(zhuǎn)換—數(shù)碼顯示

　　模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序流程圖如圖所示。

　　數(shù)碼顯示子程序流程圖如圖所示。

　　3、完整電路圖

　　熱敏電阻測(cè)溫電路設(shè)計(jì)方案匯總（二）

　　1、電路原理

　　本開(kāi)水壺自動(dòng)報(bào)警電路由與非門(mén)集成電路塊及PTC熱敏電阻器為核心，其原理圖見(jiàn)圖2.8.1.在水溫未達(dá)到預(yù)設(shè)值之前，RT的阻值較小，IC的輸入電壓低于閥值電壓，B不會(huì)報(bào)警。當(dāng)水溫上升到沸點(diǎn)時(shí)，RT阻值迅速增大，并超過(guò)閥值電壓，約30s后，IC輸出音頻信號(hào)，B發(fā)出水開(kāi)報(bào)警聲。

　　圖2.8.1開(kāi)水壺自動(dòng)報(bào)警電路

　　2、主要元器件選擇

　　本開(kāi)水壺自動(dòng)報(bào)警電路的RT，選用PTC熱敏電阻做感溫探頭，常溫電阻≤500Ω，其標(biāo)準(zhǔn)電阻-溫度特性曲線見(jiàn)圖2.8.2.蜂鳴片B選用Ф27mm。

　　圖2.8.2電阻-溫度特性曲線

　　3、安裝與調(diào)試

　　使用時(shí)將水溫探頭的感溫端插入水壺的壺口內(nèi)，報(bào)警器安在易于聽(tīng)到報(bào)警聲的地方，并注意防潮。

　　熱敏電阻測(cè)溫電路設(shè)計(jì)方案匯總（三）

　　本文提供了一種低成本的利用單片機(jī)多余I／O口實(shí)現(xiàn)的溫度檢測(cè)電路，該電路非常簡(jiǎn)單，且易于實(shí)現(xiàn)，并且適用于幾乎所有類型的單片機(jī)。其電路如下圖所示：

　　圖中：

　　P1.0、P1.1和P1.2是單片機(jī)的3個(gè)I／O腳；

　　RK為100k的精密電阻；

　　RT為100K－精度為1％的熱敏電阻；

　　R1為100Ω的普通電阻；

　　C1為0.1μ的瓷介電容。

　　其工作原理為：

　　1.先將P1.0、P1.1、P1.2都設(shè)為低電平輸出，使C1放電至放完。

　　2.將P1.1、P1.2設(shè)置為輸入狀態(tài)，P1.0設(shè)為高電平輸出，通過(guò)RK電阻對(duì)C1充電，單片機(jī)內(nèi)部計(jì)時(shí)器清零并開(kāi)始計(jì)時(shí)，檢測(cè)P1.2口狀態(tài)，當(dāng)P1.2口檢測(cè)為高電平時(shí)，即C1上的電壓達(dá)到單片機(jī)高電平輸入的門(mén)嵌電壓時(shí)，單片機(jī)計(jì)時(shí)器記錄下從開(kāi)始充電到P1.2口轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)間T1。

　　3.將P1.0、P1.1、P1.2都設(shè)為低電平輸出，使C1放電至放完。

　　4.再將P1.0、P1.2設(shè)置為輸入狀態(tài)，P1.1設(shè)為高電平輸出，通過(guò)RT電阻對(duì)C1充電，單片機(jī)內(nèi)部計(jì)時(shí)器清零并開(kāi)始計(jì)時(shí)，檢測(cè)P1.2口狀態(tài)，當(dāng)P1.2口檢測(cè)為高電平時(shí)，單片機(jī)計(jì)時(shí)器記錄下從開(kāi)始充電到P1.2口轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)間T2。

　　5.從電容的電壓公式：

　　可以得到：T1／RK＝T2／RT，即RT＝T2×RK／T1

　　熱敏電阻測(cè)溫電路設(shè)計(jì)方案匯總（四）

　　1、原理電路

　　本測(cè)溫控溫電路由溫度檢測(cè)、顯示、設(shè)定及控制等部分組成，見(jiàn)圖2.2.1。圖中D1~D4為單電源四運(yùn)放器LM324的四個(gè)單獨(dú)的運(yùn)算放大器。RT1~RTn為PTC感溫探頭，其用量取決于被測(cè)對(duì)象的容積。RP1用于對(duì)微安表調(diào)零，RP2用于調(diào)節(jié)D2的輸出使微安表指滿度。S為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。

　　圖2.2.1測(cè)溫控溫電路

　　由RT檢測(cè)到的溫度信息，輸入D1的反饋回路。該信息既作為D2的輸入信號(hào)，經(jīng)D2放大后通過(guò)微安表顯示被測(cè)溫度；又作為比較器D4的同相輸入信號(hào)，與D3輸出的設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)，構(gòu)成D4的差模輸入電壓。當(dāng)被控對(duì)象的實(shí)際溫度低于由RP3預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，RT的阻值較小，此時(shí)D4同相輸入電壓的絕對(duì)值小于反相輸入電壓的絕對(duì)值，于是D4輸出為高電位，從而使晶體管V飽和導(dǎo)通，繼電器K得電吸合常開(kāi)觸點(diǎn)JK，負(fù)載RL由市電供電，對(duì)被控物進(jìn)行加熱。當(dāng)被控對(duì)象的實(shí)際溫度升到預(yù)設(shè)值時(shí)，D4同相輸入電壓的絕對(duì)值大于反相輸入電壓的絕對(duì)值，D4的輸出為低電位，從而導(dǎo)致V截止，K失電釋放觸點(diǎn)JK至常開(kāi)，市電停止向RL供電，被控物進(jìn)入恒溫階段。如此反復(fù)運(yùn)行，達(dá)到預(yù)設(shè)的控溫目的。

　　2、主要元器件選擇

　　本測(cè)溫控溫電路選用PTC熱敏電阻為感溫元件，該元件在0℃時(shí)的電阻值為264Ω，制作成溫度傳感器探測(cè)頭，按圖2.2.2線化處理后封裝于護(hù)套內(nèi)。

　　圖2.2.2線化電路

　　線化后的PTC熱敏電阻感溫探頭具有良好的線性，其平均靈敏度達(dá)16Ω/℃左右。如果采用數(shù)模轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)、與非門(mén)電路及數(shù)碼顯示器，替代本電路的微安表顯示器，很容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離多點(diǎn)集中的遙測(cè)。繼電器的選型取決于負(fù)載功率。為便于調(diào)節(jié)，RP1~RP4選用線性帶鎖緊機(jī)構(gòu)的微調(diào)電位器。

　　3、安裝與調(diào)試

　　調(diào)試工作主要是調(diào)整指示器的零點(diǎn)和滿度指示。先將S接通R0，調(diào)節(jié)RP1使微安表指零，于此同時(shí)，調(diào)節(jié)RP4使其阻值與RP1相同，以保持D1與D4的對(duì)稱性。然后將S接通R1，調(diào)節(jié)RP2使微安表指滿度。最后，按RT的標(biāo)準(zhǔn)阻-溫曲線，將RP3調(diào)到與設(shè)定溫度相應(yīng)的阻值，即可投入使用。本測(cè)溫控溫電路適用于家用空調(diào)、電熱取暖器、恒溫箱、溫床育苗、人工孵化、農(nóng)牧科研等電熱設(shè)備。其使用溫度范圍是0~50℃，測(cè)控溫精度為±（0.2~0.5）℃。