热敏电阻的计算公式

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我想请教关于热敏电阻的温度的计算公式,利用采样的电阻值和B值等datasheet提供的参数可以实时计算到温度值,不用建表.谢谢!

yu9988

由于热敏电阻属于具抗性的装置，因此必须以激发电源进行供电，并跨终端读取其电压。此电源必须稳定且极其精确。
只要使用其他方法连接热敏电阻至模拟输入信道，即可进行温度量测。换句话说，必须跨热敏电阻同时连接模拟输入信道的 +ve 与 ?ve 终端。
热敏电阻具有 2、3，或 4 线式的设定，可如图 2 所示进行链接。

图 2 . 2、3，与 4 线式的链接图

当有超过 2 组连接线时，其他连接线可独自连至激发电源。3 或 4 线式的链接方法，则是于高阻抗路径上放置导线以通过量测装置，可有效降低因导线电阻 (RL) 所造成的错误。.
若要连接热敏电阻至量测装置，则最简单的方法即是 2 线式链接 (如图 3 所示)。此方法中，供给激发电源的 2 组连接线，亦可用于量测跨传感器的电压。由于热敏电阻具有高额定电阻，让导线电阻并不会影响量测的精确度；因此 2 线式量测极适用于热敏电阻，而 2 线式的热敏电阻亦最为常见。

图 3. 2 线式链接

将热敏电阻连接至仪器
多种仪器连接热敏电阻的方法均极为相似。举例来说，以 NI CompactDAQ 系统搭配使用 NI 9215 C 系列模块 (如图 4 所示)。

图 4. NI 9215 的 C 系列模拟输入模块与 NI CompactDAQ 机箱
 
请注意图 5 链接中所示的差动链接：2 组连接线均皆炙热敏电阻终端，并连接至单一信道的正极与负极；在此案例中则分别为 Pin 0 与 1。接着则设定此种传感器的撷取作业。此处可根据所使用的激发电源种类，指定为激发电流 (IEX) 或电压 (VEX)。

 
 
图 5. NI 9215 链接简图为外接激发的热敏电阻，包含 (a) 电流来源 IEX 与 (b) 电压来源 VEX
 
跨电阻所产生的电压差异，即转换为温度。跨电阻的电压与其产生的温度，其间关系并不全然符合线性。NI-DAQmx 驱动程序可使用 Steinhart-Hart 热敏电阻的第三级近似值 (Third-order approximation)，调整热敏电阻的电阻而为温度：

此处的 T 为 Kelvin 单位的温度，R 为所量测的电阻；A、B，与 C 为热敏电阻制造商所提供的常数。
 
若要提供激发，则可使用如 C 系列电压输出模块或电流输出模块的外接电源。由于热敏电阻的额定电阻极高，因此需要可精确输出低电流的电源。NI 9265 的 C 系列模拟输出模块，可作为热敏电阻的激发电源供应，并放置于相同的 NI cDAQ-9172 机箱中，以撷取热敏电阻的读数。NI 9265 具有 0 ~ 20 mA 输出范围与 16 位分辨率。此特殊的输出模块，亦具有与前述输入模块相同的信道数，适于读取温度。电流输出 C 系列模块的针脚即为图 6 所示。
 

图 6. NI 9265 模拟输出模块终端链接功能
 
相关考虑要点
若无法避免多余的热量，则由激发电流所造成的热能，将升高感应组件的温度，进一步造成周遭温度读取错误。此时可降低激发电流，以降低自体发热所造成的影响。
由热敏电阻所产生的讯号，往往均保持在毫伏的范围之内，因此易受到噪声所影响。低通滤波器一般均使用于热敏电阻的数据撷取系统，可大幅降低热敏电阻量测中的高频噪声。举例来说，低通滤波器可有效移除 60 Hz 的电源线噪声；此类噪声普遍存在于实验室与厂房设定中。

观看量测作业：NI LabVIEW
一旦设定系统之后，即可使用 LabVIEW 图形化程序设计环境以撷取并检视数据 (如图 7 所示)。

 图 7. LabVIEW 人机接口中的热敏电阻读取作业