用新公式对热敏电阻线性化

很多时候都需要对激光、晶体管或印刷电路板的温度进行相当精确的测量。通常情况下，可以选择热敏电阻作为温度传感器，因为其价格低廉。但是热敏电阻的非线性电阻特性会使精确的温度转换变得复杂。
为了将难度降到最低，通常会把热敏电阻置于电阻分压器中，使其电阻特性线性化。相较于热敏电阻器的原始响应，线性化响应更易于对温度值进行转换。为达到最佳的线性化水平，本文推导出了两个有助于确定元件值(RS和RP)的公式，可用于该常用的线性化电路。
图1给出的是热敏电阻线性化电路。热敏电阻的温度与输出电压(近似)呈线性关系。


图1：双电阻热敏电阻线性化电路。

首先选择拐点温度TI的数值，我们希望在这一温度能够得到尽量平滑的传递函数(VOUT/VIN)。设计任务是在给定TI及其电阻比μ=VOUT/VIN的情况下计算RS和RP的值。
等式（1）中常用R0、β和Tref三个参数来确定热敏电阻的阻值和温度特性。



通过将图1中VOUT/VIN在温度为TI时的二阶导数设为0，确定了RS和RP的值。在进行了大量代数演算后，推导出了等式（2）中的两个公式。




对无源元件来说，并不是所有比率都可行—若比率低于

，则会产生负的RP值。

图2给出的是常见热敏电阻的线性化热敏电阻电压传递函数图。


图2：线性化热敏电阻传递函数图。