普適且輸出可調(diào)的基于三極管的熱敏電阻線性補(bǔ)償電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域與測(cè)量與自動(dòng)控制領(lǐng)域的結(jié)合，特別涉及一種用于光伏發(fā)電系統(tǒng)組件溫度測(cè)量的一種普適且輸出可調(diào)的基于三極管的熱敏電阻線性補(bǔ)償電路。
【背景技術(shù)】
[0002]NTC(Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻具有輸出信號(hào)大、靈敏度高、熱容量小、響應(yīng)速度快、體積小、價(jià)格低、高阻值等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于:光電子技術(shù)領(lǐng)域(如，太陽能光伏系統(tǒng)溫度監(jiān)控測(cè)量，半導(dǎo)體激光器的溫度監(jiān)控與測(cè)量，等)；測(cè)量和自動(dòng)控制領(lǐng)域(如:家庭空調(diào)、汽車空調(diào)、冷柜、冰箱，等)；安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域(如:火災(zāi)監(jiān)控，滅火器，溫度傳感器，等)，等需要溫度測(cè)量和控制的場(chǎng)合。
[0003]NTC熱敏電阻阻值與溫度之間存在著嚴(yán)重的非線性關(guān)系。如果不經(jīng)過線性化處理就對(duì)溫敏電阻直接進(jìn)行采樣，會(huì)造成高溫低溫采樣分辨率差的結(jié)果，因此在實(shí)際使用中，需要對(duì)NTC熱敏電阻的非線性進(jìn)行有效的線性補(bǔ)償。常用的解決方法有電橋線性法、恒流源或恒壓源測(cè)量法、放大器補(bǔ)償法、定時(shí)電路法等。電橋平衡法線性化效果明顯，電路簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，但是測(cè)量精度不高，通常運(yùn)用于溫度測(cè)量精度要求不高的場(chǎng)合。恒流和恒壓法能方便地實(shí)現(xiàn)電阻到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換，但是它們需要額外增加單片機(jī)及其相關(guān)軟件來解決其非線性問題，會(huì)使電路的復(fù)雜程度變高，同時(shí)也會(huì)對(duì)所用的恒流恒壓源的穩(wěn)定性提出了嚴(yán)格要求。此外，熱敏電阻還具有一致性差的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在同樣的工藝條件制造的同一批熱敏電阻，溫度與電阻關(guān)系也會(huì)不盡相同，這對(duì)線性補(bǔ)償電路的普遍適用性提出了很高要求。
[0004]總之，傳統(tǒng)的NTC線性化方法要么線性化程度較差，要么電路復(fù)雜而成本較高，并且無法很好克服熱敏電阻一致性差的缺點(diǎn)。因此，提出一種普遍適用且簡(jiǎn)單高效的NTC熱敏電阻線性化方法變得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供了一種普適且輸出可調(diào)的基于三極管的熱敏電阻線性補(bǔ)償電路，具有以下顯著特點(diǎn):
[0006]1、電路的線性化效果非常好。模擬和實(shí)驗(yàn)表明在從_25°C到+125°C非常大的溫度范圍內(nèi)，本專利所提出的電路可以實(shí)現(xiàn)非常良好的線性化補(bǔ)償效果。
[0007]2、電路具有普遍適用性。模擬和實(shí)驗(yàn)表明’只要適當(dāng)調(diào)節(jié)‘乂^^勺阻值’對(duì)于常見的3950和3380型R25 = 1K熱敏電阻，本專利所提出的電路可以有效克服熱敏電阻的一致性差的缺點(diǎn)。
[0008]3、電路輸出電壓V。是可調(diào)的。本專利可以通過調(diào)節(jié)R4和R3電阻的阻值比，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓Vtl輸出量程的目的。因此可以搭載不同量程的自動(dòng)控制電路。
[0009]4、電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。本專利所提出的電路中不需要單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)非線性到線性的直接轉(zhuǎn)化，因此電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。
[0010]5、電路轉(zhuǎn)化靈敏度高。本專利所提出的電路完全基于模擬元件實(shí)現(xiàn)，因此不需要模擬數(shù)字的繁瑣轉(zhuǎn)化，避免了大量的數(shù)據(jù)處理和線性擬合，因此電路的靈敏度非常高。
[0011 ] 6、電路有利于大規(guī)模生產(chǎn)。本專利所提出的電路可以大大降低NTC溫度感測(cè)電路的生產(chǎn)和維修成本，因此十分有利于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0012]本發(fā)明提供一種普適且輸出可調(diào)的基于三極管的熱敏電阻線性補(bǔ)償電路，包含:
[0013]一感測(cè)調(diào)節(jié)模塊、一電壓恒定模塊、一反饋放大模塊、一線性補(bǔ)償模塊和一輸出放大模塊，其中
[0014]該感測(cè)調(diào)節(jié)模塊的輸出端與反饋放大模塊的輸入端連接，該反饋放大模塊的輸出端與輸出放大模塊的輸入端連接，該輸出放大模塊的輸出端與線性補(bǔ)償模塊的端口 I連接，該線性補(bǔ)償模塊的輸出端口 2與反饋放大模塊的輸入端連接，該線性補(bǔ)償模塊的輸入端與電壓恒定模塊的輸出端連接。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，
[0016]1、電路的線性化效果非常好。模擬和實(shí)驗(yàn)表明在從25°C到+125°C非常大的溫度范圍內(nèi)，本專利所提出的電路可以實(shí)現(xiàn)非常良好的線性化補(bǔ)償效果。
[0017]2、電路具有普遍適用性。模擬和實(shí)驗(yàn)表明’只要適當(dāng)調(diào)節(jié)‘^丨^的阻值’對(duì)于常見的3950和3380型R25= 1K熱敏電阻，本專利所提出的電路可以有效克服熱敏電阻的一致性差的缺點(diǎn)。
[0018]3、電路輸出電壓Vtl是可調(diào)的。本專利可以通過調(diào)節(jié)R4和R3電阻的阻值比，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓Vtl輸出量程的目的。因此可以搭載不同量程的自動(dòng)控制電路。
[0019]4、電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。本專利所提出的電路中不需要單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)非線性到線性的直接轉(zhuǎn)化，因此電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。
[0020]5、電路轉(zhuǎn)化靈敏度高。本專利所提出的電路完全基于模擬元件實(shí)現(xiàn)，因此不需要模擬數(shù)字的繁瑣轉(zhuǎn)化，避免了大量的數(shù)據(jù)處理和線性擬合，因此電路的靈敏度非常高。
[0021 ] 6、電路有利于大規(guī)模生產(chǎn)。本專利所提出的電路可以大大降低NTC溫度感測(cè)電路的生產(chǎn)和維修成本，因此十分有利于大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中:
[0023]圖1是NTC熱敏電阻溫度測(cè)量線性補(bǔ)償電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參見圖1所示，本發(fā)明公開的一種普適且輸出可調(diào)的基于三極管的熱敏電阻線性補(bǔ)償電路，包含，一感測(cè)調(diào)節(jié)模塊1，一電壓恒定模塊2，一反饋放大模塊3、一線性補(bǔ)償模塊4、一輸出放大模塊5，其中:
[0025]該感測(cè)調(diào)節(jié)模塊I的輸出端與反饋放大模塊3的輸入端連接，該反饋放大模塊3的輸出端與輸出放大模塊5的輸入端連接，該輸出放大模塊5的輸出端與線性補(bǔ)償模塊4的端口 I連接，該線性補(bǔ)償模塊4的輸出端口 2與反饋放大模塊3的輸入端連接，該線性補(bǔ)償模塊4的輸入端與電壓恒定模塊2的輸出端連接。
[0026]一感測(cè)調(diào)節(jié)模塊1(參閱圖1)由一個(gè)熱敏電阻&(階(:熱敏電阻)，其并聯(lián)一個(gè)調(diào)節(jié)電阻RSH，兩個(gè)串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻Rsi和Rs2，其一端接調(diào)節(jié)電阻Rsh，另一端接負(fù)電壓Vss。感測(cè)調(diào)節(jié)模塊I的作用有兩個(gè):第一，利用熱敏電阻&實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度進(jìn)的檢測(cè)，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)；第二，調(diào)節(jié)電阻Rsh、Rsn Rs2實(shí)現(xiàn)對(duì)不同熱敏電阻的調(diào)節(jié)作用，克服熱敏電阻原件一致性差的缺點(diǎn)，提高了電路的普遍適用性。感測(cè)調(diào)節(jié)模塊I中，熱敏電阻Rt