其中R 0是参考温度下的电阻T 0,而ß是常数,材料的特性T 0,参考温度通常取为298°K(25°C)。
如果用户可以电气测量电阻,Ametherm为指定的NTC热敏电阻提供的电阻与温度曲线很容易求解温度。
但是,如果热敏电阻嵌入电路中,则根据相应的电压或电流变化记录电阻变化。在这种情况下,用户必须首先在从这种电气设备计算温度之前测量电量(例如,电压)。
为何选择惠斯通电桥?
惠斯通电桥(也称为零比较器)用于测量精确电阻。
在图1的惠斯通电桥中,R 1,R 2和R 3是已知的,R x是未知电阻。当电位(电压)P1(见图)与电位P2相同时,称电桥是平衡的。
在这种情况下,没有电流通过检流计流动(如仪表的“零”读数所示),并且R 1 -R 2路径中的电阻比必须等于R 3 -R x路径中的比率。
精确电阻测量的主要挑战是通过仪表减轻电路的负载效应。
这种不准确性是由电表汲取功率引起的,尽管从电路中汲取的功率量可以忽略不计,即使它具有非常高的阻抗(例如10MΩ)。
为了精确测量R x,惠斯登电桥发挥了重要作用,因为电流计在平衡状态下不会从电路中获取任何功率。这通过仪表减轻电路的“负载”效应来提高精度。
惠斯通电桥被称为零比较器,因为它通过比较两个量(一个已知值,另一个未知量)进行测量。
调整未知值,直到它等于已知值,并且放置它们的检测器给出零或零读数。
以下条件适用于平衡的惠斯通电桥:
用惠斯通电桥测量温度
为了测量温度,惠斯通电桥用于不平衡,其中可以测量不平衡电压 ΔV并且与热敏电阻的电阻相关。参见图2所示的这种简单的直流电桥电路,用于使用热敏电阻进行这种精密测量。正确选择电阻器R 2和R 3将消除ΔV的平均DC值。
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、
从等式5代替RT,我们有
如果我们进一步假设R1 = R2 = R3 = Rb,我们就有了
虽然T不是电压的线性函数,但对于小范围的温度,它可以被认为是线性的,并且在计算温度时误差可以忽略不计(见图3)。Ametherm提供公式9的R0和ß的值。
图3:桥式电路的典型电压温度曲线
注意:
热敏电阻也受到自热效应的影响,这里没有讨论。惠斯通电桥电路中电阻的选择取决于应用和温度测量范围。