NTC測(cè)溫電路的精度和分辨率的深入分析

之前設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)產(chǎn)品，采用NTC以及PIC單片機(jī)做環(huán)境檢測(cè)。

NTC測(cè)溫電路如圖

NTC測(cè)溫電路

溫度檢測(cè)回路采用分壓電路，由于熱敏電阻TR1常溫時(shí)（25℃）阻值為10K，所以R44取10K的精密電阻。

負(fù)溫度系數(shù)電阻的性能參數(shù)在來(lái)料檢驗(yàn)時(shí)針對(duì)關(guān)鍵參數(shù)做了詳細(xì)的測(cè)試，如下表：

樣品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

可采用查表的方式進(jìn)行溫度檢測(cè)。

熱敏電阻TR1的阻值計(jì)算公式為：

熱敏電阻阻值計(jì)算公式

TR1的阻值與溫度關(guān)系曲線如下圖：

熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系曲線圖

當(dāng)溫度為-45+273=228K時(shí)，

當(dāng)溫度85+273=358K時(shí)，

溫度為85度時(shí)的阻值

由于A/D VAD電壓為，

TR1兩端電壓表達(dá)式

由于MCU自帶的A/D為10bit，所以A/D值為：

A/D轉(zhuǎn)換值

A/D值曲線如下：

A/D轉(zhuǎn)值與溫度的關(guān)系曲線

由上圖可知，在高溫及低溫區(qū)，此電路的分辨率將降低。

當(dāng)溫度為-45℃時(shí)，ΔCAD=1對(duì)應(yīng)的ΔT為：

溫度為-45度時(shí)的分辨率

當(dāng)溫度為-45℃時(shí)，電路分辨率為：

溫度為-45度時(shí)的分辨率

當(dāng)溫度為85℃時(shí)，ΔCAD=1對(duì)應(yīng)的ΔT為：

溫度為85度時(shí)的分辨率

當(dāng)溫度為85℃時(shí)，電路分辨率為：

溫度為85度時(shí)的分辨率

當(dāng)溫度為25℃時(shí)，ΔCAD=1對(duì)應(yīng)的ΔT為：

溫度為25度時(shí)的分辨率

當(dāng)溫度為25℃時(shí)，電路分辨率為：

α越低，分辨率越高。

當(dāng)溫度在高溫區(qū)時(shí)，用此電路測(cè)試溫度是T，那么實(shí)際溫度應(yīng)該是T±0.326℃

當(dāng)溫度在低溫區(qū)時(shí)，用此電路測(cè)試溫度是T，那么實(shí)際溫度應(yīng)該是T±0.519℃

當(dāng)溫度在常溫區(qū)時(shí)，用此電路測(cè)試溫度是T，那么實(shí)際溫度應(yīng)該是T±0.051℃

考慮溫度、初始及老化公差， R44精度選為2%，R0精度選為2%。

測(cè)溫精度計(jì)算

當(dāng)溫度為-45℃時(shí)，

-45度時(shí)的精度

綜合考慮電路分辨率及A/D值公差，在低溫區(qū)時(shí)，測(cè)得溫度如果為T，那么實(shí)際溫度應(yīng)該是T±1.15℃。

當(dāng)溫度為85℃時(shí)，

85度時(shí)的精度

綜合考慮電路分辨率及A/D值公差，在高溫區(qū)時(shí)，測(cè)得溫度如果為T，那么實(shí)際溫度應(yīng)該是T±0.794℃。

當(dāng)溫度為25℃，

25度時(shí)的精度

綜合考慮電路分辨率及A/D值公差，在常溫區(qū)時(shí)，測(cè)得溫度如果為T，那么實(shí)際溫度應(yīng)該是T±0.527℃。