用新公式對熱敏電阻線性化

很多時候都需要對激光、晶體管或印刷電路板的溫度進行相當精確的測量。通常情況下，可以選擇熱敏電阻作為溫度傳感器，因為其價格低廉。但是熱敏電阻的非線性電阻特性會使精確的溫度轉換變得復雜。
為了將難度降到最低，通常會把熱敏電阻置于電阻分壓器中，使其電阻特性線性化。相較于熱敏電阻器的原始響應，線性化響應更易于對溫度值進行轉換。為達到最佳的線性化水平，本文推導出了兩個有助于確定元件值(RS和RP)的公式，可用于該常用的線性化電路。
圖1給出的是熱敏電阻線性化電路。熱敏電阻的溫度與輸出電壓(近似)呈線性關系。


圖1：雙電阻熱敏電阻線性化電路。

首先選擇拐點溫度TI的數值，我們希望在這一溫度能夠得到盡量平滑的傳遞函數(VOUT/VIN)。設計任務是在給定TI及其電阻比μ=VOUT/VIN的情況下計算RS和RP的值。
等式（1）中常用R0、β和Tref三個參數來確定熱敏電阻的阻值和溫度特性。



通過將圖1中VOUT/VIN在溫度為TI時的二階導數設為0，確定了RS和RP的值。在進行了大量代數演算后，推導出了等式（2）中的兩個公式。




對無源元件來說，并不是所有比率都可行—若比率低于

，則會產生負的RP值。

圖2給出的是常見熱敏電阻的線性化熱敏電阻電壓傳遞函數圖。


圖2：線性化熱敏電阻傳遞函數圖。