熱敏電阻的非線性處理

熱敏電阻通常為一款高阻抗、電阻性器件，當您需要將熱敏電阻的阻值轉換為電壓值時，該器件可以簡化其中的一個接口問題。然而更具挑戰性的接口問題是，要怎么樣利用線性ADC以數字形式捕獲熱敏電阻的非線性行為。

熱敏電阻一詞源于對熱度敏感的電阻這一描述的概括。熱敏電阻包括兩種基本的類型，分別為正溫度系數熱敏電阻和負溫度系數熱敏電阻。負溫度系數熱敏電阻非常適用于高精度溫度測量。要確定熱敏電阻周圍的溫度，您可以借助Steinhart-Hart公式：T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))來實現。其中，T為開氏溫度;RT為熱敏電阻在溫度T時的阻值;而A0、A1和A3則是由熱敏電阻加工廠商提供的常數。

熱敏電阻的阻值會隨著溫度的改變而改變，而這種改變是非線性的，Steinhart-Hart公式聲明了這一點。在進行溫度測量時，需要驅動一個通過熱敏電阻的參考電流，以創建一個等效電壓，該等效電壓具有非線性的應和。您可以使用配備在微控制器上的參照表，嘗試對熱敏電阻的非線性應和進行補償。即使您可以在微控制器固件上運行此類算法，但您還是需要一個高精度轉換器用于在出現極端值溫度時進行數據捕獲。

另一種辦法是，您可以在數字化之前使用硬件線性化技術和一個較低精度的ADC。(Figure1)其中一種技術是將一個電阻RSER與熱敏電阻RTHERM以及參考電壓或電源進行串聯(見圖1)。將pGA(可編程增益放大器)設置為1V/V，但在這樣的電路中，一個10位精度的ADC只能感應很有限的溫度范圍(約莫±25°C)。

請留意，在圖1中對高溫區沒能介紹。但如果在這些溫度值下增加pGA的增益，就可以將pGA的輸出信號控制在一定范圍內，在此范圍內ADC能夠提供可靠地轉換，從而對熱敏電阻的溫度進行識別。

微控制器固件的溫度傳感算法可讀取10位精度的ADC數字值，并將其傳送到pGA滯后軟件程序。pGA滯后程序會校驗pGA增益設置，并將ADC數字值與圖1顯示的電壓節點的值進行比較。如果ADC輸出超過了電壓節點的值，則微控制器會將pGA增益設置到下一個較高或較低的增益設定值上。如果有必要，微控制器會再次獲取一個新的ADC值。然后pGA增益和ADC值會被傳送到一個微控制器分段線性內插程序。

從非線性的熱敏電阻上獲取數據有時候會被看作是一項不可能實現的任務。您可以將一個串聯電阻、一個微控制器、一個10位ADC以及一個pGA合理的配合使用，以處理非線性熱敏電阻在超過±25°C溫度以后所帶來的測量難題。

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