[发明专利]NTC温度线性化采样电路

说明书

本发明公开了一种NTC温度线性化采样电路，包括电阻分压电路、电压比较电路和触发器；电压比较电路包括第一比较器和第二比较器；第一比较器和第二比较器的正向输入端共接，并经一反馈电阻与触发器输出端连接，同时经一电容接地；第一比较器的输出端连接至触发器的阀值端，第二比较器的输出端连接至触发器的触发端；电源电压经电阻分压电路分压后分别连接至第一比较器的反向输入端和第二比较器的反向输入端。该电路把NTC原本为超越函数的电阻与温度关系，转化为线性关系，大大提高了应用NTC采集温度的精度；该电路控制灵活方便，参数整定简洁。

技术领域

本发明涉及一种NTC温度线性化采样电路，属于采样电路技术领域。

背景技术

目前采集温度通常的方法有：使用物理温度计、电子温度计、PT线性电阻；工业上还使用热电偶采集设备温度的变化；这些温度采集的所有方法，都离不开一个共同的要求：希望采集的温度是均匀、线性的，这样采集的温度有助于提高我们对温度变化的预见性；同时提高对各级各类设备温度的控制精度。目前较常用的线性温度传感器DS18B20，它采用单总线设计，虽精度较高，但因技术保护，目前我国还没有与此相媲美的温度采集器。温度采集器的应用领域非常广泛，人们的日常生活、生产以及各级各类的产品中都离不开温度参数的测量。

NTC(Negative Temperature Coefficient)作为一种半导体电阻器件，其电阻与温度的变化关系为：

其中：R_t为NTC温度为t℃时的电阻值、R₀为NTC温度为0℃时的电阻值、T_t＝273+t为t℃时的开尔温度、T₀＝273+0为0℃时的开尔温度、B为NTC开尔常数。由式(1)可知：NTC的电阻值与温度关系是一种超越函数关系，为严重非线性关系。而采集的温度也是非线性的，因此，从根本上说无法用NTC采集温度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，解决了NTC温度采样的非线性化问题，并设计出一种NTC温度线性化采样电路。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种NTC温度线性化采样电路，其特征是，包括电阻分压电路、电压比较电路和触发器；

电压比较电路包括第一比较器和第二比较器；第一比较器和第二比较器的正向输入端共接，并经一反馈电阻与触发器输出端连接，同时经一电容接地；第一比较器的输出端连接至触发器的阀值端，第二比较器的输出端连接至触发器的触发端；

电源电压经电阻分压电路分压后分别连接至第一比较器的反向输入端和第二比较器的反向输入端。

进一步地，电阻分压电路包括串联在电源VCC与地之间的第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻分压后连接至第二比较器的反向输入端。

进一步地，电阻分压电路包括串联在电源VCC与地之间的第三电阻和第四电阻，第三电阻和第四电阻分压后连接至第一比较器的反向输入端。

进一步地，第一电阻的阻值为NTC零度时的电阻值，第二电阻为NTC当前温度时的电阻值。

进一步地，将NTC采集的摄氏温度转化为与K×ln(R₀/R_t)成线性关系，K为整定常数，R0为NTC为零度时的电阻值，Rt为NTC当前温度时的电阻值；

电容的充放电的总时间与RC×ln(R₀/R_t)成正比，利于这一关系来计算K×ln(R₀/R_t)；

式中，R为反馈电阻的阻值，C为电容的容值，R0为NTC零度时的电阻值，Rt为NTC当前温度时的电阻值。