[发明专利]一种基于硅基二极管与NTC热敏电阻的线性测温电路

说明书

一种基于硅基二极管与NTC热敏电阻的线性测温电路，通过采用硅基二极管与NTC热敏电阻结合的方式，产生一个NTC热敏电阻控制的与温度呈自然指数关系的电流源，用于驱动二极管，同时二极管电压与电流为自然对数关系，利用自然指数与自然对数相消除，实现线性测温，电路稳定性好，测量精度较高，精度与量程转换方便。

技术领域

本发明涉及一种基于硅基二极管与NTC热敏电阻的线性测温电路，属于温控电路测量领域。

背景技术

针对KBR卫星工作的特点，总体对KBR-GNSS分系统温控提出了较高的要求。主处理终端负责分系统各单机的温度采集功能，通过遥测发送给卫星总体，以便实现对各单机的实时温控。主处理终端要实现系统0.03℃的测温，就需要高精度的测温电路。目前常规的测温电路基于铂电阻、硅基二极管、NTC、PTC等手段的温度测量电路，这些传统的测温手段属于非线性测温，在进行电压量放大时，测量温度误差会随之变大，测温曲线需要进行软件补偿，无法满足高精度温度测量要求。其中：

铂电阻的测温公式为：R(t)＝R0(1+At+Bt²)，采用恒流源测温方式；

NTC热敏电阻的测温公式为：采用桥式电阻网络进行测温；

PTC热敏电阻的测温公式为：采用分压电阻网络或恒流源进行测温；

硅基二极管测温采用恒流源测温。

传统的温度测量技术不论是铂电阻、NTC热敏电阻、PTC热敏电阻还是硅基二极管均有非线性项。铂电阻的具有二次方项，NTC和PTC均为指数关系，硅基二极管的I₀随温度变化为指数关系，这些非线性项严重影响着测量精度，不适合作为高精度测温的手段。本项目利用硅基二极管和NTC热敏电阻的测温原理，提出了一种基于硅基二极管和NTC热敏电阻的高精度线性测温电路。该电路简单易用、成本小，输出电压与温度呈线性关系且斜率可调。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有温度测量技术均为非线性测量，提出了一种高精度线性测温电路。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于硅基二极管与NTC热敏电阻的线性测温电路，包括基准源模块、温控指数电压源模块、二极管测温模块、运放放大模块、焊盘模块，其中：

基准源模块：向温控指数电压源模块发送可调基准电压信号；

温控指数电压源模块：接收基准源模块发送的可调基准电压信号，并转化为由NTC热敏电阻控制的与温度呈指数关系的电压源信号，并发送至二极管测温模块；

二极管测温模块：接收温控指数电压源模块发送的指数电压源信号并转换成由NTC热敏电阻控制的与温度呈指数关系的电流源信号，对硅基二极管电流-电压对数曲线进行线性校正，同时生成与温度呈线性关系的电压信号并发送至运放放大模块；

运放放大模块：将二极管测温模块发送的电压信号进行放大，输出至焊盘模块；

焊盘模块：接收运放放大模块的输出电压信号，进行输出。

所述基准源模块包括电容C7、基准电压源芯片N1、电阻R1、电阻R3，所述电容C7两端分别与基准电压源芯片N1的VBG端口、CAP端口相连，基准电压源芯片N1的COMM端口接地，基准电压源芯片N1的V+端口连接至正电源，基准电压源芯片N1的STROBE端口悬空，所述电阻R1一端与基准电压源芯片N1的2.5V端口相连，另一端接地，所述基准电压源芯片N1的10.0V端口、5.0V端口引脚均连接于电阻R3一端，电阻R3另一端分别与基准电压源芯片N1的2.5V端口相连。