熱敏電阻測溫原理

　　熱敏電阻測溫原理與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示，即Rt=Rt0［1+α（t-t0）］式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時對應電阻值；α為溫度系數。半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為Rt=AeB/t式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決于半導體材料的結構的常數。相比較而言，熱敏電阻的溫度系數更大，常溫下的電阻值更高（通常在數千歐以上），但互換性較差，非線性嚴重，測溫范圍只有-50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內的溫度測量，其特點是測量準確、穩定性好、性能可靠，在程控制中的應用極其廣泛。

　　熱敏電阻測溫電路設計方案匯總（一）

　　1、電路整體結構設計

　　由于本課程設計中，受到WAVE2000實驗箱的限制，電路整體結構如下：

　　2、軟件設計

　　本課程設計采用的為匯編語言。整體設計思路為：

　　開始—初始化程序—AD轉換—數值轉換—數碼顯示

　　模數轉換子程序流程圖如圖所示。

　　數碼顯示子程序流程圖如圖所示。

　　3、完整電路圖

　　熱敏電阻測溫電路設計方案匯總（二）

　　1、電路原理

　　本開水壺自動報警電路由與非門集成電路塊及PTC熱敏電阻器為核心，其原理圖見圖2.8.1.在水溫未達到預設值之前，RT的阻值較小，IC的輸入電壓低于閥值電壓，B不會報警。當水溫上升到沸點時，RT阻值迅速增大，并超過閥值電壓，約30s后，IC輸出音頻信號，B發出水開報警聲。

　　圖2.8.1開水壺自動報警電路

　　2、主要元器件選擇

　　本開水壺自動報警電路的RT，選用PTC熱敏電阻做感溫探頭，常溫電阻≤500Ω，其標準電阻-溫度特性曲線見圖2.8.2.蜂鳴片B選用Ф27mm。

　　圖2.8.2電阻-溫度特性曲線

　　3、安裝與調試

　　使用時將水溫探頭的感溫端插入水壺的壺口內，報警器安在易于聽到報警聲的地方，并注意防潮。

　　熱敏電阻測溫電路設計方案匯總（三）

　　本文提供了一種低成本的利用單片機多余I／O口實現的溫度檢測電路，該電路非常簡單，且易于實現，并且適用于幾乎所有類型的單片機。其電路如下圖所示：

　　圖中：

　　P1.0、P1.1和P1.2是單片機的3個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都設為低電平輸出，使C1放電至放完。

　　2.將P1.1、P1.2設置為輸入狀態，P1.0設為高電平輸出，通過RK電阻對C1充電，單片機內部計時器清零并開始計時，檢測P1.2口狀態，當P1.2口檢測為高電平時，即C1上的電壓達到單片機高電平輸入的門嵌電壓時，單片機計時器記錄下從開始充電到P1.2口轉變為高電平的時間T1。

　　3.將P1.0、P1.1、P1.2都設為低電平輸出，使C1放電至放完。

　　4.再將P1.0、P1.2設置為輸入狀態，P1.1設為高電平輸出，通過RT電阻對C1充電，單片機內部計時器清零并開始計時，檢測P1.2口狀態，當P1.2口檢測為高電平時，單片機計時器記錄下從開始充電到P1.2口轉變為高電平的時間T2。

　　5.從電容的電壓公式：

　　可以得到：T1／RK＝T2／RT，即RT＝T2×RK／T1

　　熱敏電阻測溫電路設計方案匯總（四）

　　1、原理電路

　　本測溫控溫電路由溫度檢測、顯示、設定及控制等部分組成，見圖2.2.1。圖中D1~D4為單電源四運放器LM324的四個單獨的運算放大器。RT1~RTn為PTC感溫探頭，其用量取決于被測對象的容積。RP1用于對微安表調零，RP2用于調節D2的輸出使微安表指滿度。S為轉換開關。

　　圖2.2.1測溫控溫電路

　　由RT檢測到的溫度信息，輸入D1的反饋回路。該信息既作為D2的輸入信號，經D2放大后通過微安表顯示被測溫度；又作為比較器D4的同相輸入信號，與D3輸出的設定基準信號，構成D4的差模輸入電壓。當被控對象的實際溫度低于由RP3預設的溫度時，RT的阻值較小，此時D4同相輸入電壓的絕對值小于反相輸入電壓的絕對值，于是D4輸出為高電位，從而使晶體管V飽和導通，繼電器K得電吸合常開觸點JK，負載RL由市電供電，對被控物進行加熱。當被控對象的實際溫度升到預設值時，D4同相輸入電壓的絕對值大于反相輸入電壓的絕對值，D4的輸出為低電位，從而導致V截止，K失電釋放觸點JK至常開，市電停止向RL供電，被控物進入恒溫階段。如此反復運行，達到預設的控溫目的。

　　2、主要元器件選擇

　　本測溫控溫電路選用PTC熱敏電阻為感溫元件，該元件在0℃時的電阻值為264Ω，制作成溫度傳感器探測頭，按圖2.2.2線化處理后封裝于護套內。

　　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16Ω/℃左右。如果采用數模轉換網絡、與非門電路及數碼顯示器，替代本電路的微安表顯示器，很容易實現遠距離多點集中的遙測。繼電器的選型取決于負載功率。為便于調節，RP1~RP4選用線性帶鎖緊機構的微調電位器。

　　3、安裝與調試

　　調試工作主要是調整指示器的零點和滿度指示。先將S接通R0，調節RP1使微安表指零，于此同時，調節RP4使其阻值與RP1相同，以保持D1與D4的對稱性。然后將S接通R1，調節RP2使微安表指滿度。最后，按RT的標準阻-溫曲線，將RP3調到與設定溫度相應的阻值，即可投入使用。本測溫控溫電路適用于家用空調、電熱取暖器、恒溫箱、溫床育苗、人工孵化、農牧科研等電熱設備。其使用溫度范圍是0~50℃，測控溫精度為±（0.2~0.5）℃。