专注NTC热敏电阻器及温度传感器研发生产

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NTC热敏电阻制作数显温度计及电子体温计的设计思路--基本原理
返回列表 来源: 发布日期: 2020.06.09

数字显示(电子)温度中的温度传感元件,目前主要采用P-N型半导体。PT100铂电阻和NTC型热敏电阻从测温原理上来说,他们都有一个共同的特性就是自身材料的阻值能够随温度变化而变化(P-N结的伏安特性具有-2.2mv/℃特性)。这些感温元件各有特点,如P-N结半导体易于集成化,铂电阻线性好,NTC热敏电阻温度系数大等等,近十多年来在数字(电子)显示温度计得到了非常广泛的应用,其中数字显示体温计因其读数直观、准确、方便、使用安全、无污染,迅速取代了玻璃水银温度计。
       NTC热敏电阻作为温度传感元件的突出优点是体积小、电阻温度系数大、反应迅速、价格低廉、性价比高。用NTC热敏电阻作为温度数据采集系统的数字(电子)显示温度计的基本工作原理如图(10)所示。
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        NTC热敏电阻作为温度数据采集的最前端输入,进入放大电路进行充分的放大处理后,进入CPU中的A/D变换电路,高位双积分式的A/D电路将采集到的温度值(模拟)转换成精细的数字bit信号,再给CPU的一系列运作变换处理驱动显示出来,实现对被测物体的温度实时显示。
(二)NTC热敏电阻的应用方法:
       根据设计精度、分辨率和温度范围等要求,选择材料常数(B值)较高的,测温区间线性度较好的,响应速度封装尺寸符合要求的NTC热敏电阻;由于要便于携带和小体积使用扣式电池供电,电路上偏置电压都很小(一般为2V),这往往和设计要求的精度和分辨率有较大冲突,因此要特别注意尽量减小系统误差带来的影响,前置放大要足够大。具体设计时注意:
(1)NTC热敏电阻的自热效应尽量要小,即NTC热敏电阻的偏置电流尽量小(uA~mA级)。
(2)NTC热敏电阻的额定阻值尽可能要准,即一般选精度>5%的品种。
(3)以所选的NTC热敏电阻的R25值来校正整个系统的基准温度。
(4)做好非线性的校正。
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图(11)为采用 NTC热敏电阻作为敏感元件采集温度数据,再用一块运放放大器,将温度数据放大至0~2V的,当然,用普通单片机方式也很容易实现,亦可用专用ICL7136系列芯片电路来实现。
        南京时恒电子科技有限公司生产的MF51E电子体温计专用NTC热敏电阻,性能优异、品质可靠,曾获得国家科技部科技型创新基金立项产品:立项代码:7C26213210427,批准文号:国科发计字【2007】335号;江苏省高新技术产品:编号150115G0375N;江苏省重点推广应用新产品:编号No.201802096;南京市重点推广应用新产品:编号No.2018NRC19166;荣获2009年度南京市科学技术进步奖。
与国内同行相比,时恒电子生产的这款NTC热敏电阻具有电阻年漂移率低(≤0.04%/年),体积小、反应速度快、测温精度高(在30℃~43℃温度范围内,测温精度达到了±0.012℃)等突出优点,深受用户青睐。用它来设计制作的数字显示体温计可以轻松实现:测量范围为30℃~43℃;显示精度达0.1℃;温度分辨率达到0.02℃,响应速度≤2.8秒。使用10年,由于热敏电阻的阻值漂移导致的温度误差小于0.1℃。

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