NTC热敏电阻如何使用惠斯通电桥进行精确温度测量

NTC热敏电阻如何使用惠斯通电桥进行精确温度测量

用于温度测量的热敏电阻

NTC热敏电阻为要求精确测量温度的应用提供了极好的解决方案。由于其高灵敏度，NTC热敏电阻是检测温度变化的理想选择。然而，这些热敏电阻的特性曲线非线性。电阻通常是温度的指数函数，如等式（1）所示，

图1：惠斯通电桥

惠斯通大桥为什么？

惠斯通电桥用于测量精确的电阻。在图1的惠斯通电桥中，R1、R2和R3是已知的，Rx是未知电阻。当电位（电压）P1（见图）与电位P2相同时，桥称为平衡。在这种情况下，没有电流流过（如通过电流表的“零”读数所示），并且R1-R2路径中的电阻比必须等于R3-Rx路径中的比率。

惠斯通电桥测量温度

对于测量温度，惠斯通电桥不平衡使用，其中可以测量不平衡电压ΔV并与100K/3950热敏电阻的电阻相关。参见图2所示的简单直流桥式电路，用于使用热敏电阻生产厂家进行精密测量。电阻R2和R3的正确选择将消除ΔV的平均DC值。

图2.使用NTC热敏电阻的温度测量

考虑到这个电路，我们现在推导出T和.V之间的关系。一般来说，

假设R1 = R3。然后，

重新安排RT，

T和RT之间的关系由下式给出：

要么，

我们有等式5代替RT

如果我们进一步假设R1 = R2 = R3 = Rb，我们有

尽管T不是电压的线性函数，但对于温度范围较小，可以将其视为线性的，并且在计算温度时误差可以忽略不计（见图3）。Ametherm提供等式9的R0和ß的值。

图3：桥接电路的典型电压温度曲线

注意：

NTC热敏电阻也受到自热效应的影响，惠斯通电桥电路中的电阻选择取决于应用和温度测量范围。