[发明专利]一种用于负温度系数热敏电阻的线性变换方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及电阻控制技术领域，具体为一种用于负温度系数热敏电阻的线性变换方法及电路。

背景技术

NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数(NTC)的热敏电阻。其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化。现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料。NTC热敏电阻(即负温度系数热敏电阻)的发展经历了漫长的阶段。1834年，科学家首次发现了硫化银有负温度系数的特性.1930年，科学家发现氧化亚铜-氧化铜也具有负温度系数的性能，并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中。随后，由于晶体管技术的不断发展，热敏电阻器的研究取得重大进展。1960年研制出了NTC热敏电阻，NTC热敏电阻广泛用于测温、控温、温度补偿等方面。

负温度系数热敏电阻是在电子产品中用来测试温度的主要手段。但是一般的负系数热敏电阻的温度-电阻关系呈指数关系，在实际应用中多有不便。负温度系数热敏电阻的电阻-温度特性可以用下式表示：式中R_T、R₀分别为温度T、T₀时的热敏电阻值，B为热敏电阻材料常数，热敏电阻材料本身由于温度变化而使电阻率发生变化，这是由半导体特性决定的，B越大则说明热敏电阻越灵敏。

基于负温度系数热敏电阻测量温度的方法有很多，比如电桥式，恒压式，恒流式，双积分等方法，但是这些方法有的精度欠佳，精度较高的电路复杂，且测温范围较小。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于负温度系数热敏电阻的线性变换方法及电路，用于解决现有技术中使用负温度系数热敏电阻测量温度时精度差，测温范围小的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于负温度系数热敏电阻的线性变换电路，所述用于负温度系数热敏电阻的线性变换电路包括：负温度系数热敏电阻；第一电压源，与所述负温度系数热敏电阻串联，用于为所述负温度系数热敏电阻提供输入电压；分压单元，与所述负温度系数热敏电阻串联，用于对所述负温度系数热敏电阻进行分压以调整所述负温度系数热敏电阻的输出电压；线性化单元，与所述负温度系数热敏电阻并联，用于使得所述负温度系数热敏电阻的输出电压随所述负温度系数热敏电阻的温度呈线性变化。

于本发明的一实施例中，所述用于负温度系数热敏电阻的线性变换电路还包括：调整单元，与所述线性化单元相连，用于使得所述负温度系数热敏电阻的输出电压随所述负温度系数热敏电阻的温度呈的线性变化为正比例线性变化。

于本发明的一实施例中，所述用于负温度系数热敏电阻的线性变换电路还包括：放大单元，与所述调整单元相连，用于对随所述负温度系数热敏电阻的温度呈正相关线性变化的所述负温度系数热敏电阻的输出电压进行放大。

于本发明的一实施例中，所述调整单元包括：依次串联在所述负温度系数热敏电阻输出线路上的第三电阻和第四电阻以及为所述第三电阻和所述第四电阻提供电压的第二电压源。

于本发明的一实施例中，所述放大单元包括：串联在所述负温度系数热敏电阻输出线路上的第一放大器；反向输出入端和输出端分别与所述第四电阻的两端相连，正相输入端与所述第二电压源的一端相连的第二放大器；其中，所述第二电源的另一端接地。

于本发明的一实施例中，所述分压单元包括第一电阻。

于本发明的一实施例中，所述线性化单元包括第二电阻。

于本发明的一实施例中，所述负温度系数热敏电阻的一端与所述分压单元相连，另一端接地。

为实现上述目的，本发明还提供一种用于负温度系数热敏电阻的线性变换方法，所述用于负温度系数热敏电阻的线性变换方法包括：于负温度系数热敏电阻的线路上串联一用于对所述负温度系数热敏电阻进行分压的分压元件以调整所述负温度系数热敏电阻的输出电压；于所述负温度系数热敏电阻的两端并联一用于对所述负温度系数热敏电阻的输出电压进行线性化的线性化元件，以使得所述负温度系数热敏电阻的输出电压随所述负温度系数热敏电阻的温度呈线性变化。

于本发明的一实施例中，将所述负温度系数热敏电阻的输出电压随所述负温度系数热敏电阻的温度呈的线性变化调整为正比例线性变化。