一種基於
ntc熱敏電阻測量的溫度模組
設計初衷和經歷:
設計這塊溫度採集模組時,最初的用途在冰箱的檢測線,通過485
匯流排的方式,採集每個工位的冰箱關鍵節點的溫度。後因為工作變動,加以改進,增加了三相電缺相,錯相檢測,用於熱幫浦空調的溫度採集上。溫度採集最關鍵的就是在溫度探頭的選擇上,剛開始採用的是
ds18b20
,測量的精度不得不承認很優秀,但是實際用在工程上,發現幾點致命的問題。
1,ds18b20
的封裝太麻煩,網上能採購到的封裝,大多已下圖居多,體積大,線體粗,很不方便安裝。而且熱塑套管長期泡在水溫高的環境下,很容易脫膠進水。
**還是偏高的,再請人工封裝的話,一套探頭的**不下於8塊(
ntc
),當然關鍵的還是一下2點。
3,ds18b20
的溫度採集方式和資料傳輸,用過的人都知道是靠
1-wire
的通訊傳輸的,這樣對傳輸的要求就上去了,在一些有變頻器或是干擾偏大的地方,很容易故障,其特性確定其應用範圍很窄。
4,ds18b20
還有個問題就是測溫極限的問題,
ds18b20
的高溫最高可以測到
125度,但是因為資料是儲存在內部
rom裡面的,大家想想
rom是物理結構的,這麼高的溫度,
rom難道還能存活麼?答案是不能,在持續
125左右的溫度,
rom的資料會丟失,及時溫度下降,
ds18b20
也不會工作了,只有重新復位。所以
ds18b20
不適合用於工業。
溫度探頭的選型
發現這麼多問題後,第乙個要解決的就是探頭的第二次選型。後多方查閱資料,最終決定用ntc
熱敏電阻(熱敏二極體)。
ntc測溫原理說白了就是電阻值隨溫度的改變而變化,只要測電阻就可以了,
ok,串聯同大小的精密電阻(溫漂
<25ppm 0.1%
),讀ad
無非是最合適的了。下面來說下
ntc的優缺點吧。
1,ntc
阻值變化不是一條完美的線性,所以在測量精度不高,一般市場上的都是
±1%。
2,市面上能買到的封裝好的基本上都是下圖所示,相比與
ds18b20
的封裝,明顯小了很多,而且看起來更加美觀,但使用過程中依舊存在
2種缺陷:線子的耐溫比較低,所以安裝時要盡量避免線子接觸高溫介質。一些小作坊封裝的探頭在高低溫跳變很大的時候,探頭裡很容易霧化,結果就是電阻值偏小,溫度偏高。(個人覺得大廠家的是不是會把裡面抽成真空)
3,接下來說說有關
ntc測溫的軟硬體吧,當然我使用的都是比較簡單的方式,實用性也算普遍,能滿足大部分場合了。如果要求什麼高精度
ad採集,高精度的溫度係數,那就不用讓下看了,畢竟條件有限。先貼出原理圖,有條件的朋友,盡量把
vcc換成基準電壓。在精密
10k電阻一定要併聯乙個濾波電容,我選用的
ntc的型號是:
ntc-10k
3950
。具體的引數可以問**商,
我也可以。
軟體部分主要注意
2點就可以了。
1,是要建立
ad和溫度變化的對應陣列。
2,注意要加上濾波演算法。
首先說下如果得到溫度吧,建立adc
和溫度的對應**,通過迴圈查表的方式,獲取整數部分,小數部分的話就是前後陣列的對比運算了。
2,還是乙個關鍵的細節就是軟體濾波,硬體濾波咱已經做過了,就是上面的併聯的電容了。
軟體濾波的方式有很多種,我這裡用的是一階滯後濾波。
到此也就告一段落了。。。有什麼錯誤的,請大家幫忙指出。。。
製成成品
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