最近有朋友在后台发消息,说自己刚从一家小家电公司毕业,参与设计电磁炉的控制电路,其中需要测温元件。他想知道所用的温度传感器是否有正负电极以及温度测量的原理。我之前刚做过这一块的内容,我向你学习。电磁炉测温用的温度传感器其实是负温度系数的热敏电阻NTC。不仅如此,NTC还广泛应用于家用电器的温度测量,如热水壶、咖啡机、消毒柜等。由于NTC是电阻,所以不存在正负极的问题。
NTC热敏电阻测温的工作原理
所谓热敏电阻是指对温度敏感的电阻。随着温度的变化,NTC的电阻值也会发生变化,环境温度与电阻值之间存在一定的关系曲线。通过测量电阻值的变化,可以确定当前的温度值。这就是NTC测温的工作原理,其阻值与温度的关系曲线如下图所示。
NTC温度测量电路
在低成本温度测量应用中,NTC一般与一个精密的定值电阻串联,通过采集电阻两端的电压变化来确定环境温度。常用的测温电路如下图所示。
左电路如上图所示。NTC与固定电阻r串联,当环境温度变化时,NTC的电阻发生变化,导致NTC两端的电压发生变化。通过收集NTC两端的电压可以推断出当前的温度值。这是一种低成本的常用温度测量电路。杜洋老师《爱上单片机》推荐动手学习单片机:NTC测温程序设计显示NTC阻值与温度有一定的比例关系,与B值有关,公式会写在各个厂家的数据表中。公式如下:NTC电阻与温度公式:Rt=Rn *EXP(B*(1/T-1/Tn))以上公式解释如下:2 .r为室温下热敏电阻的标称电阻值;3.b值为热敏电阻的温度系数;4.EXP是e的n次方;5.这里T和Tn指的是K度,即开尔文温度,K度=273.15(绝对温度)摄氏度;6.t是当前温度;Tn在室温下为25;例如,NTC的电阻为10K,b值为3950,10k是25时的电阻,b值为3950。电阻和温度的关系可以通过上面的宣传来建立。部分程序代码如下:
#defineB3950.0 //温度系数# definet 298.15//额定温度(绝对温度加常温:273.1525)# definer 10//额定电阻(绝对温度10k时的电阻)#define BaseVol 5.04 //ADC基准电压float get _ Temperature(u16 ADC){ float RV。RV=BaseVol/1024.0*(浮点型)adc//ADC为10位ADC,得到NTC电压:RV=ADC Valu/1024 * base voltag RT=RV * 10/(base vol-RV);//求当前温度电阻(base voltage-RV)/R16=RV/RT;tmp=1/(1/TN(log(RT/RN)/B))-273.15;//RT=RNexp*B(1/T-1/TN)返回Tmp}
PT100温度测量原理
这里特指电阻测温,除了NTC,还有正温度系数PT100的热敏电阻和热电偶。与NTC相比,PT100更精确,主要用于工业产品的温度测量。一般用惠斯通电桥检测电压变化,然后推导出温度值。下图是惠斯通电桥电路。
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