熱敏電阻通電后采集電壓不準確怎么解？

ID:607079 · 發表于 2019-9-3 20:10

大家好，我使用MF52 10K 1% B=3950該NTC熱敏電阻設計一個溫度測量電路，如下圖，LDO單獨給它供電。現在測量電壓比理論小0.2V，對應溫度誤差有+1.5攝氏度左右，百思不得其解！雖然電路簡單，但選值是都是1%精度的，正常不該有那么大誤差。下面是我的測試過程：
1、I2C讀出的電壓值和使用萬用表測量是一致的，再通過轉換公式計算的溫度值比另外兩個別的品牌溫度計（雖然也有誤差，但這兩三個基本是一致的，說明測量值也可取）的值高1-1.5℃。目前室溫約28攝氏度，讀出的是29-29.5之間變動。
2、更換熱敏電阻，更換幾次后均高1.5度左右。熱敏電阻是在立創商城買的時恒的。
3、用1%精度的普通電阻把熱敏電阻替換掉，讀出的和熱敏電阻的表格是一致的，這說明公式和公式中的參數是沒問題的。（比如我使用6.49K普通電阻代替熱敏電阻，讀出來是35℃，對照熱敏電阻阻溫參數表，也是35℃。）
4、測量了熱敏電阻的引線，基本無壓差（0.1mV以內），說明引線電阻可以忽略；
5、關于自發熱，根據計算，功耗只有0.07mW,而熱敏電阻是1mW 2℃。
雖然目前可以通過程序進行補償-1℃，但這個不是線性的，如果室溫很低，就補償不準確了。所以還是覺得需要找到根本原因，至少把溫度誤差控制0.5℃以內。麻煩各位支支招，還有什么思路和辦法？

NTC+AD采樣

ID:607079 · 發表于 2019-9-3 20:12

補充一下，熱敏電阻無焊接無通電時測量的值和阻溫表基本一致的，感覺是焊接后就不一致了。

ID:607079 · 發表于 2019-9-4 18:12

后來又做了測試：單獨搭建分壓電路測試熱敏電阻的分壓，計算阻值，對照熱敏電阻的阻溫特性表，發現還是高了1攝氏度左右。是不是可以確認是電流影響到了熱敏電阻的阻值變化呢？如果真的是這樣，那有沒有比較好的改進辦法？謝謝！

ID:56665 · 發表于 2019-9-4 19:06

讀溫度的算法是怎樣的，可能與這個有關。

ID:401564 · 發表于 2019-9-4 21:01

你需要有一個表格來慢慢的找出問題出在哪里
1,上電,測量NTC的電壓,看一下當前電壓和當前溫度對應的理論電壓值對不對得上,如果對不上,問題就出現NTC取樣這一塊,如果電壓和理論電壓值是對的,那么就出在軟件這一塊
比如,溫度是28度,查表計算后,NTC的阻值是27K,那么,理論上來說,NTC兩頭的電壓應該是1.650V
然后測量實際的NTC電壓是多少,電壓對了,取樣電路就對了,電壓不對,取樣電路就不對
你計算溫度應該是用數組或者查表的吧?
再給你個建議:
NTC并聯一個102或者103,104之類的小電容,抗干擾
NTC遠離發熱源和1117,測量的時候吹口氣溫度都會上升的

ID:491875 · 發表于 2019-9-5 07:51

熱敏電阻有自熱現象，通電，熱敏電阻自身會發熱，溫度升高。你可以試一試增大偏置電阻減小流過熱敏電阻的電流看看，

ID:491875 · 發表于 2019-9-5 08:24

另外，樓主可以嘗試一下熱敏電阻回路的供電電壓，使用HT7318等低壓輸出穩壓供電。將原3.3V改成1.8V或者1.2V。

ID:607079 · 發表于 2019-9-5 12:22

老愚童63 發表于 2019-9-5 07:51
熱敏電阻有自熱現象，通電，熱敏電阻自身會發熱，溫度升高。你可以試一試增大偏置電阻減小流過熱敏電阻的電 ...

謝謝回復。后來查了通電自熱的資料，發現這可能是問題根源所在，之前一直在意的是功率不超過溫度系數，但這個標稱值可能不是這么用的。現在把熱敏電阻和上啦電阻均改成了100K的，測量分壓并計算阻值，與阻溫表對照發現誤差有所減小，常溫下應該不到1℃。

ID:607079 · 發表于 2019-9-5 12:29

Y_G_G 發表于 2019-9-4 21:01
你需要有一個表格來慢慢的找出問題出在哪里
1,上電,測量NTC的電壓,看一下當前電壓和當前溫度對應的理論電 ...

謝謝回復。目前檢查出來應該是NTC取樣部分的問題，但最大的影響可能是通過熱敏電阻的電流，之前是將近100uA了，誤差1.5℃。現在是改小為16uA左右，發現有改善，低于1℃了。熱敏電阻是插件的，探頭離器件有一定距離的。并電容已經測試過，基本無改善，因為目前的1117是單獨給這部分供電的，算是比較好了。

ID:607079 · 發表于 2019-9-5 12:30

老愚童63 發表于 2019-9-5 08:24
另外，樓主可以嘗試一下熱敏電阻回路的供電電壓，使用HT7318等低壓輸出穩壓供電。將原3.3V改成1.8V或者1.2V ...

為何改小電壓會有用呢？是出于減小電流的考慮嗎？

ID:212177 · 發表于 2019-9-5 17:27

彎彎一笑520 發表于 2019-9-5 12:30
為何改小電壓會有用呢？是出于減小電流的考慮嗎？

應該是基于自發熱功耗考慮把功耗降低自發熱會減小

ID:491875 · 發表于 2019-9-5 18:40

彎彎一笑520 發表于 2019-9-5 12:30
為何改小電壓會有用呢？是出于減小電流的考慮嗎？

對！目的是減小流過熱敏電阻的電流，減小自熱

ID:491875 · 發表于 2019-9-5 18:51

彎彎一笑520 發表于 2019-9-5 12:22
謝謝回復。后來查了通電自熱的資料，發現這可能是問題根源所在，之前一直在意的是功率不超過溫度系數，但 ...

增大熱敏電阻的阻值效果應該不會明顯，因為熱敏電阻的阻值增大，雖然降低了流過的電流，但功率似乎沒有多大的改變。不如降低回路電壓比較合適。樓主可以考慮使用1.2V基準電壓給取樣回路單獨供電，這樣既可以保證電路的熱穩定性，有可以降低熱敏電阻的自熱。像低成本的LM285-1.2就是比較合適的低壓基準電壓源集成電路。LM336-2.5也可以考慮

ID:491875 · 發表于 2019-9-5 18:53

另外，使用低壓基準電壓源為取樣回路供電可以增加二次供電的穩定性。對提高檢測精度有利

ID:401564 · 發表于 2019-9-5 22:56

我覺得通過NTC的電流應該不是問題,因為我之前做過,我用的還是4.7K分壓電阻,電流在溫度高的時候接近1mA,但溫度誤差也只有1度左右
NTC本身的發熱量真的很小的,再加上NTC本身的散熱效果,用熱成像儀根本就看不到的,你可以放心好了,你應該更多的去考慮分壓電阻的誤差和NTC本身的誤差,因為1攝氏度對于NTC來說估計大概是只有兩三歐而已的,再加上電阻的誤差,ADC自身的誤差,我覺得正負1度已經是很好的了
而且,在測量溫度這一塊.如果能達到0.5度就是很高級別的精度了,就連MS5534這種高端玩意的精度都是正負2度的

但問題的重點在于:如果是每個NTC,每種溫度環境都是小于或者大于1攝氏度,那就是有問題了

ID:47286 · 發表于 2019-9-5 23:50

NTC用這么麻煩么直接AD采集不行么干嘛還要加個放大我做的東西上用NTC采集板溫單片機自帶的10位AD足夠用倒是應該在前面加個基準電壓穩壓芯片出來的都不是特別準 1117這東西隨溫度和電流變化電壓也會變
看下面圖片里HEX16列數值不是連貫的但溫度是連貫的我只需要整度而實際上可以獲得度后邊的值而且實際使用中也挺穩定啊沒有變來變去的情況如果要更準最好用18B20之類直接出數據的片子畢竟廠家做過標定

51hei圖片20190905234500.png

ID:607079 · 發表于 2019-9-11 11:07

老愚童63 發表于 2019-9-5 18:51
增大熱敏電阻的阻值效果應該不會明顯，因為熱敏電阻的阻值增大，雖然降低了流過的電流，但功率似乎沒有多 ...

你好，我使用了Tl432穩壓管二次供電，也就是1.24V供電，使用的100K熱敏電阻，但是目前測了很多次的測試對比數據顯示，通電后的熱敏電阻溫度比未通電的還是高了1度左右。濾波電容和TL432的最小電流都考慮進去了。現在看來軟件校準是必選的了，但是擔心隨著上電時間增大，誤差也會變大。

ID:607079 · 發表于 2019-9-11 11:13

Y_G_G 發表于 2019-9-5 22:56
我覺得通過NTC的電流應該不是問題,因為我之前做過,我用的還是4.7K分壓電阻,電流在溫度高的時候接近1mA,但溫 ...

我測量了好多同一環境下的熱敏電阻，阻值差別很小的，所以感覺熱敏電阻特性倒是挺一致的。另外，如果真的確定是1度的誤差也沒關系，軟件上補償1度就是了，現在發現更郁悶的，上電時間久了后，誤差在增大，比如我之前說控制在不到1度了，但是后來又超過1度了。現在探頭是暴露在外的，很容易被影響的，不知道如果放在產品的盒子里（帶通風孔的）會不會好些。

ID:607079 · 發表于 2019-9-11 11:23

dzbj 發表于 2019-9-5 23:50
NTC用這么麻煩么直接AD采集不行么干嘛還要加個放大我做的東西上用NTC采集板溫單片機自帶的10位AD足夠用 ...

謝謝回答。MCP3425也是模數轉換芯片。使用它的原因是需要I2C通信，且現有的驅動支持。這個芯片最少是12位分辨率，也就是1mV. 但目前我電路的1攝氏度誤差基本相當于200mV誤差，想當于2K電阻誤差。后來我改成了1.24V穩壓，但是依然有1度誤差。

ID:491875 · 發表于 2019-9-11 12:31

彎彎一笑520 發表于 2019-9-11 11:13
我測量了好多同一環境下的熱敏電阻，阻值差別很小的，所以感覺熱敏電阻特性倒是挺一致的。另外，如果真的 ...

你選擇的電壓基準電路溫度系數可能高了一些。

ID:491875 · 發表于 2019-9-11 12:34

彎彎一笑520 發表于 2019-9-11 11:07
你好，我使用了Tl432穩壓管二次供電，也就是1.24V供電，使用的100K熱敏電阻，但是目前測了很多次的測試對 ...

要想獲得高精度，基準電壓源的溫度系數必須保證，這樣，取樣電路就不會因為基準電壓的溫度變化而出現比較大的誤差

ID:607079 · 發表于 2019-9-18 11:18

老愚童63 發表于 2019-9-11 12:34
要想獲得高精度，基準電壓源的溫度系數必須保證，這樣，取樣電路就不會因為基準電壓的溫度變化而出現比較 ...

你好，請問TL432的溫度系數怎么保證呢？

ID:401564 · 發表于 2019-9-18 19:12

哥們還沒有搞好呀
這并不是特別難的呀
首先保證軟件的算法是正確的,既然你已經可以肯定軟件的算法是正確的
那么現在就只有NTC取樣部分的問題了,你把當前實際的電路和測量到各個點的電壓值,電阻值標志在電路上
然后,再把當前溫度應該有的理論電壓電阻值標在電路上,發上來對比一下
不一定是溫度系數或者溫度漂移的問題的,你看人家賣的溫度計,里面并沒有很好的基準電壓,大多都是直接用環節1.5V的堿性電池供電而已

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熱敏電阻通電后采集電壓不準確怎么解？