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热敏电阻的温度测量、控制与补偿

发布日期:2017-12-15 08:55:43 【关闭】
摘要:热敏电阻测温电路适合于遥测、小尺寸、微小温差、恶劣坏境等情况。 图1(a)为最简便的测温电路。热敏电阻RT的阻值随温度T而变化,知道了回路电流,即可求得阻值RT,进而即可测得温度T。

      一、温度测量

      热敏电阻测温电路适合于遥测、小尺寸、微小温差、恶劣坏境等情况。

      图1(a)为最简便的测温电路。热敏电阻RT的阻值随温度T而变化,知道了回路电流,即可求得阻值RT,进而即可测得温度T。

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图1、热敏电阻的测温电路

(a)简单测温电路;(b)低噪声测温电路

      图1(b)是采用热敏电阻的低噪声测温电路。它是桥式测温电路,因此测量精度更高。热敏电阻RT1、RT2与普通电阻R1、R2组成电桥。当RT1/R1 =R2/RT2时电桥平衡,运放输出为零。而温度变化时,电桥失去平衡,则运放产生一电压输出。由此即可测得温度T。该电路要求电阻R3、R4、R5、R6的精度为0.1%,R7、R8的精度为1%。电容C是为减小电源噪声对输出的影响而加入的。

      还可利用由热敏电阻构成的温度频率变换电路,比如文氏振荡电桥,把温度变化变成频率变化,从而通过测定频率而测得温度。

      二、温度控制

      图2是一种热敏电阻式温度控制电路。它可用于电冰箱等的自动温度控制。图中电阻R1、R2、R3、R4+ W构成四臂电桥。电桥的一对角线接16V电源,另一对角线接晶体管T1的发射结。W为温度调节电位器。将W调定为某一阻值,若电桥平衡,则A点、B点电位相等,此时T1因发射结电压为零而截止,继电器J释放,压缩机停止运转。此后温度逐渐回升,热敏电阻R1的阻值不断下降,电桥失去平衡,A点电位随之高于B点,于是T1的基极电流Ib逐渐增大,集电极电流Ic也随之增大,温度越高,Ic越大。当Ic增大到继电器J的吸合电流时,压缩机便接通启动。随后温度开始下降,R1增大,Ih变小,Ic也随之变小。当Ic小于J的释放电流时,压缩机便停止运转,温度再次回升。如此循环往复,实现了温度自动控制。

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图2、测温控制电路

      图3虚线框内为电饭锅的自动保温控制电路。其中,负温度系数热敏电阻RT与电阻R3~R7组成电桥。当锅内温度降至设定值65℃时,由于RT阻值增大,使A点电位低于B点,T1截止、T2导通,T3、T4处于开路状态。此时SCR获得触发电流而导通,因此保温发热器获得电流,饭锅温度升高。当升到70 ℃时,RT阻值降低,A点电位高于B点,T2截止而T1导通,T3、T4也导通。于是SCR截止,发热器停止加热。如此交替动作,锅内温度即可保持在65~70℃之间。

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图3、电饭锅自动保温控制电路

      三、温度补偿

      在电器、仪表中,常用热敏电阻补偿具有正温度系数的铜电阻,例如探伤仪的动圈电阻、阴极射线管的聚焦和偏转线圈电阻、磁电式仪表的动作线圈电阻等。由铜线绕制的线圈等,在环境温度变化时,电阻变化较多,会影响到电路的稳定或仪表测量精度。通常可用负温度系数热敏电阻进行温度补偿。

      将正温度系数的电阻(如线圈等)与负温度系数热敏电阻串联或并联,可使总的等效电阻在一定的温度范围内变化很小甚至几乎不变,如图4所示,其中图(a)是简单的串联补偿电路及补偿原理图,由图(b)曲线可知,串联总电阻R+RT在10~20℃范围内几乎保持不变。图(b)为串并联温度补偿电路及原理说明,由特性曲线可见,经补偿之后,总电阻Rab在-20~+80℃的范围内阻值变化很小。图(c)和图(d)分别为热敏电阻用于放大器静态工作点和电视机偏转线圈的温度补偿电路。

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图4、热敏电阻用于温度补偿

(a)、串联补偿;(b)、串并联补偿;(c)、放大器补偿;(d)、偏转线圈补偿


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