热敏电阻通电后采集电压不准确怎么解？

ID:607079 · 发表于 2019-9-3 20:10

大家好，我使用MF52 10K 1% B=3950该NTC热敏电阻设计一个温度测量电路，如下图，LDO单独给它供电。现在测量电压比理论小0.2V，对应温度误差有+1.5摄氏度左右，百思不得其解！虽然电路简单，但选值是都是1%精度的，正常不该有那么大误差。下面是我的测试过程：
1、I2C读出的电压值和使用万用表测量是一致的，再通过转换公式计算的温度值比另外两个别的品牌温度计（虽然也有误差，但这两三个基本是一致的，说明测量值也可取）的值高1-1.5℃。目前室温约28摄氏度，读出的是29-29.5之间变动。
2、更换热敏电阻，更换几次后均高1.5度左右。热敏电阻是在立创商城买的时恒的。
3、用1%精度的普通电阻把热敏电阻替换掉，读出的和热敏电阻的表格是一致的，这说明公式和公式中的参数是没问题的。（比如我使用6.49K普通电阻代替热敏电阻，读出来是35℃，对照热敏电阻阻温参数表，也是35℃。）
4、测量了热敏电阻的引线，基本无压差（0.1mV以内），说明引线电阻可以忽略；
5、关于自发热，根据计算，功耗只有0.07mW,而热敏电阻是1mW 2℃。
虽然目前可以通过程序进行补偿-1℃，但这个不是线性的，如果室温很低，就补偿不准确了。所以还是觉得需要找到根本原因，至少把温度误差控制0.5℃以内。麻烦各位支支招，还有什么思路和办法？

NTC+AD采样

ID:607079 · 发表于 2019-9-3 20:12

补充一下，热敏电阻无焊接无通电时测量的值和阻温表基本一致的，感觉是焊接后就不一致了。

ID:607079 · 发表于 2019-9-4 18:12

后来又做了测试：单独搭建分压电路测试热敏电阻的分压，计算阻值，对照热敏电阻的阻温特性表，发现还是高了1摄氏度左右。是不是可以确认是电流影响到了热敏电阻的阻值变化呢？如果真的是这样，那有没有比较好的改进办法？谢谢！

ID:56665 · 发表于 2019-9-4 19:06

读温度的算法是怎样的，可能与这个有关。

ID:401564 · 发表于 2019-9-4 21:01

你需要有一个表格来慢慢的找出问题出在哪里
1,上电,测量NTC的电压,看一下当前电压和当前温度对应的理论电压值对不对得上,如果对不上,问题就出现NTC取样这一块,如果电压和理论电压值是对的,那么就出在软件这一块
比如,温度是28度,查表计算后,NTC的阻值是27K,那么,理论上来说,NTC两头的电压应该是1.650V
然后测量实际的NTC电压是多少,电压对了,取样电路就对了,电压不对,取样电路就不对
你计算温度应该是用数组或者查表的吧?
再给你个建议:
NTC并联一个102或者103,104之类的小电容,抗干扰
NTC远离发热源和1117,测量的时候吹口气温度都会上升的

ID:491875 · 发表于 2019-9-5 07:51

热敏电阻有自热现象，通电，热敏电阻自身会发热，温度升高。你可以试一试增大偏置电阻减小流过热敏电阻的电流看看，

ID:491875 · 发表于 2019-9-5 08:24

另外，楼主可以尝试一下热敏电阻回路的供电电压，使用HT7318等低压输出稳压供电。将原3.3V改成1.8V或者1.2V。

ID:607079 · 发表于 2019-9-5 12:22

老愚童63 发表于 2019-9-5 07:51
热敏电阻有自热现象，通电，热敏电阻自身会发热，温度升高。你可以试一试增大偏置电阻减小流过热敏电阻的电 ...

谢谢回复。后来查了通电自热的资料，发现这可能是问题根源所在，之前一直在意的是功率不超过温度系数，但这个标称值可能不是这么用的。现在把热敏电阻和上啦电阻均改成了100K的，测量分压并计算阻值，与阻温表对照发现误差有所减小，常温下应该不到1℃。

ID:607079 · 发表于 2019-9-5 12:29

Y_G_G 发表于 2019-9-4 21:01
你需要有一个表格来慢慢的找出问题出在哪里
1,上电,测量NTC的电压,看一下当前电压和当前温度对应的理论电 ...

谢谢回复。目前检查出来应该是NTC取样部分的问题，但最大的影响可能是通过热敏电阻的电流，之前是将近100uA了，误差1.5℃。现在是改小为16uA左右，发现有改善，低于1℃了。热敏电阻是插件的，探头离器件有一定距离的。并电容已经测试过，基本无改善，因为目前的1117是单独给这部分供电的，算是比较好了。

ID:607079 · 发表于 2019-9-5 12:30

老愚童63 发表于 2019-9-5 08:24
另外，楼主可以尝试一下热敏电阻回路的供电电压，使用HT7318等低压输出稳压供电。将原3.3V改成1.8V或者1.2V ...

为何改小电压会有用呢？是出于减小电流的考虑吗？

ID:212177 · 发表于 2019-9-5 17:27

弯弯一笑520 发表于 2019-9-5 12:30
为何改小电压会有用呢？是出于减小电流的考虑吗？

应该是基于自发热功耗考虑把功耗降低自发热会减小

ID:491875 · 发表于 2019-9-5 18:40

弯弯一笑520 发表于 2019-9-5 12:30
为何改小电压会有用呢？是出于减小电流的考虑吗？

对！目的是减小流过热敏电阻的电流，减小自热

ID:491875 · 发表于 2019-9-5 18:51

弯弯一笑520 发表于 2019-9-5 12:22
谢谢回复。后来查了通电自热的资料，发现这可能是问题根源所在，之前一直在意的是功率不超过温度系数，但 ...

增大热敏电阻的阻值效果应该不会明显，因为热敏电阻的阻值增大，虽然降低了流过的电流，但功率似乎没有多大的改变。不如降低回路电压比较合适。楼主可以考虑使用1.2V基准电压给取样回路单独供电，这样既可以保证电路的热稳定性，有可以降低热敏电阻的自热。像低成本的LM285-1.2就是比较合适的低压基准电压源集成电路。LM336-2.5也可以考虑

ID:491875 · 发表于 2019-9-5 18:53

另外，使用低压基准电压源为取样回路供电可以增加二次供电的稳定性。对提高检测精度有利

ID:401564 · 发表于 2019-9-5 22:56

我觉得通过NTC的电流应该不是问题,因为我之前做过,我用的还是4.7K分压电阻,电流在温度高的时候接近1mA,但温度误差也只有1度左右
NTC本身的发热量真的很小的,再加上NTC本身的散热效果,用热成像仪根本就看不到的,你可以放心好了,你应该更多的去考虑分压电阻的误差和NTC本身的误差,因为1摄氏度对于NTC来说估计大概是只有两三欧而已的,再加上电阻的误差,ADC自身的误差,我觉得正负1度已经是很好的了
而且,在测量温度这一块.如果能达到0.5度就是很高级别的精度了,就连MS5534这种高端玩意的精度都是正负2度的

但问题的重点在于:如果是每个NTC,每种温度环境都是小于或者大于1摄氏度,那就是有问题了

ID:47286 · 发表于 2019-9-5 23:50

NTC用这么麻烦么直接AD采集不行么干嘛还要加个放大我做的东西上用NTC采集板温单片机自带的10位AD足够用倒是应该在前面加个基准电压稳压芯片出来的都不是特别准 1117这东西随温度和电流变化电压也会变
看下面图片里HEX16列数值不是连贯的但温度是连贯的我只需要整度而实际上可以获得度后边的值而且实际使用中也挺稳定啊没有变来变去的情况如果要更准最好用18B20之类直接出数据的片子毕竟厂家做过标定

51hei图片20190905234500.png

ID:607079 · 发表于 2019-9-11 11:07

老愚童63 发表于 2019-9-5 18:51
增大热敏电阻的阻值效果应该不会明显，因为热敏电阻的阻值增大，虽然降低了流过的电流，但功率似乎没有多 ...

你好，我使用了Tl432稳压管二次供电，也就是1.24V供电，使用的100K热敏电阻，但是目前测了很多次的测试对比数据显示，通电后的热敏电阻温度比未通电的还是高了1度左右。滤波电容和TL432的最小电流都考虑进去了。现在看来软件校准是必选的了，但是担心随着上电时间增大，误差也会变大。

ID:607079 · 发表于 2019-9-11 11:13

Y_G_G 发表于 2019-9-5 22:56
我觉得通过NTC的电流应该不是问题,因为我之前做过,我用的还是4.7K分压电阻,电流在温度高的时候接近1mA,但温 ...

我测量了好多同一环境下的热敏电阻，阻值差别很小的，所以感觉热敏电阻特性倒是挺一致的。另外，如果真的确定是1度的误差也没关系，软件上补偿1度就是了，现在发现更郁闷的，上电时间久了后，误差在增大，比如我之前说控制在不到1度了，但是后来又超过1度了。现在探头是暴露在外的，很容易被影响的，不知道如果放在产品的盒子里（带通风孔的）会不会好些。

ID:607079 · 发表于 2019-9-11 11:23

dzbj 发表于 2019-9-5 23:50
NTC用这么麻烦么直接AD采集不行么干嘛还要加个放大我做的东西上用NTC采集板温单片机自带的10位AD足够用 ...

谢谢回答。MCP3425也是模数转换芯片。使用它的原因是需要I2C通信，且现有的驱动支持。这个芯片最少是12位分辨率，也就是1mV. 但目前我电路的1摄氏度误差基本相当于200mV误差，想当于2K电阻误差。后来我改成了1.24V稳压，但是依然有1度误差。

ID:491875 · 发表于 2019-9-11 12:31

弯弯一笑520 发表于 2019-9-11 11:13
我测量了好多同一环境下的热敏电阻，阻值差别很小的，所以感觉热敏电阻特性倒是挺一致的。另外，如果真的 ...

你选择的电压基准电路温度系数可能高了一些。

ID:491875 · 发表于 2019-9-11 12:34

弯弯一笑520 发表于 2019-9-11 11:07
你好，我使用了Tl432稳压管二次供电，也就是1.24V供电，使用的100K热敏电阻，但是目前测了很多次的测试对 ...

要想获得高精度，基准电压源的温度系数必须保证，这样，取样电路就不会因为基准电压的温度变化而出现比较大的误差

ID:607079 · 发表于 2019-9-18 11:18

老愚童63 发表于 2019-9-11 12:34
要想获得高精度，基准电压源的温度系数必须保证，这样，取样电路就不会因为基准电压的温度变化而出现比较 ...

你好，请问TL432的温度系数怎么保证呢？

ID:401564 · 发表于 2019-9-18 19:12

哥们还没有搞好呀
这并不是特别难的呀
首先保证软件的算法是正确的,既然你已经可以肯定软件的算法是正确的
那么现在就只有NTC取样部分的问题了,你把当前实际的电路和测量到各个点的电压值,电阻值标志在电路上
然后,再把当前温度应该有的理论电压电阻值标在电路上,发上来对比一下
不一定是温度系数或者温度漂移的问题的,你看人家卖的温度计,里面并没有很好的基准电压,大多都是直接用环节1.5V的碱性电池供电而已

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