普適且輸出可調的基于三極管的熱敏電阻線性補償電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光電技術領域與測量與自動控制領域的結合，特別涉及一種用于光伏發電系統組件溫度測量的一種普適且輸出可調的基于三極管的熱敏電阻線性補償電路。
【背景技術】
[0002]NTC(Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻具有輸出信號大、靈敏度高、熱容量小、響應速度快、體積小、價格低、高阻值等優點，被廣泛用于:光電子技術領域(如，太陽能光伏系統溫度監控測量，半導體激光器的溫度監控與測量，等)；測量和自動控制領域(如:家庭空調、汽車空調、冷柜、冰箱，等)；安全生產監測領域(如:火災監控，滅火器，溫度傳感器，等)，等需要溫度測量和控制的場合。
[0003]NTC熱敏電阻阻值與溫度之間存在著嚴重的非線性關系。如果不經過線性化處理就對溫敏電阻直接進行采樣，會造成高溫低溫采樣分辨率差的結果，因此在實際使用中，需要對NTC熱敏電阻的非線性進行有效的線性補償。常用的解決方法有電橋線性法、恒流源或恒壓源測量法、放大器補償法、定時電路法等。電橋平衡法線性化效果明顯，電路簡單，抗干擾能力強，但是測量精度不高，通常運用于溫度測量精度要求不高的場合。恒流和恒壓法能方便地實現電阻到電壓信號的轉換，但是它們需要額外增加單片機及其相關軟件來解決其非線性問題，會使電路的復雜程度變高，同時也會對所用的恒流恒壓源的穩定性提出了嚴格要求。此外，熱敏電阻還具有一致性差的缺點，主要表現在同樣的工藝條件制造的同一批熱敏電阻，溫度與電阻關系也會不盡相同，這對線性補償電路的普遍適用性提出了很高要求。
[0004]總之，傳統的NTC線性化方法要么線性化程度較差，要么電路復雜而成本較高，并且無法很好克服熱敏電阻一致性差的缺點。因此，提出一種普遍適用且簡單高效的NTC熱敏電阻線性化方法變得十分必要。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，提供了一種普適且輸出可調的基于三極管的熱敏電阻線性補償電路，具有以下顯著特點:
[0006]1、電路的線性化效果非常好。模擬和實驗表明在從_25°C到+125°C非常大的溫度范圍內，本專利所提出的電路可以實現非常良好的線性化補償效果。
[0007]2、電路具有普遍適用性。模擬和實驗表明’只要適當調節‘乂^^勺阻值’對于常見的3950和3380型R25 = 1K熱敏電阻，本專利所提出的電路可以有效克服熱敏電阻的一致性差的缺點。
[0008]3、電路輸出電壓V。是可調的。本專利可以通過調節R4和R3電阻的阻值比，達到調節輸出電壓Vtl輸出量程的目的。因此可以搭載不同量程的自動控制電路。
[0009]4、電路結構非常簡單。本專利所提出的電路中不需要單片機就可以實現非線性到線性的直接轉化，因此電路結構非常簡單。
[0010]5、電路轉化靈敏度高。本專利所提出的電路完全基于模擬元件實現，因此不需要模擬數字的繁瑣轉化，避免了大量的數據處理和線性擬合，因此電路的靈敏度非常高。
[0011 ] 6、電路有利于大規模生產。本專利所提出的電路可以大大降低NTC溫度感測電路的生產和維修成本，因此十分有利于大規模生產。
[0012]本發明提供一種普適且輸出可調的基于三極管的熱敏電阻線性補償電路，包含:
[0013]一感測調節模塊、一電壓恒定模塊、一反饋放大模塊、一線性補償模塊和一輸出放大模塊，其中
[0014]該感測調節模塊的輸出端與反饋放大模塊的輸入端連接，該反饋放大模塊的輸出端與輸出放大模塊的輸入端連接，該輸出放大模塊的輸出端與線性補償模塊的端口 I連接，該線性補償模塊的輸出端口 2與反饋放大模塊的輸入端連接，該線性補償模塊的輸入端與電壓恒定模塊的輸出端連接。
[0015]本發明的有益效果是，
[0016]1、電路的線性化效果非常好。模擬和實驗表明在從25°C到+125°C非常大的溫度范圍內，本專利所提出的電路可以實現非常良好的線性化補償效果。
[0017]2、電路具有普遍適用性。模擬和實驗表明’只要適當調節‘^丨^的阻值’對于常見的3950和3380型R25= 1K熱敏電阻，本專利所提出的電路可以有效克服熱敏電阻的一致性差的缺點。
[0018]3、電路輸出電壓Vtl是可調的。本專利可以通過調節R4和R3電阻的阻值比，達到調節輸出電壓Vtl輸出量程的目的。因此可以搭載不同量程的自動控制電路。
[0019]4、電路結構非常簡單。本專利所提出的電路中不需要單片機就可以實現非線性到線性的直接轉化，因此電路結構非常簡單。
[0020]5、電路轉化靈敏度高。本專利所提出的電路完全基于模擬元件實現，因此不需要模擬數字的繁瑣轉化，避免了大量的數據處理和線性擬合，因此電路的靈敏度非常高。
[0021 ] 6、電路有利于大規模生產。本專利所提出的電路可以大大降低NTC溫度感測電路的生產和維修成本，因此十分有利于大規模生產。
【附圖說明】
[0022]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明，其中:
[0023]圖1是NTC熱敏電阻溫度測量線性補償電路示意圖。
【具體實施方式】
[0024]參見圖1所示，本發明公開的一種普適且輸出可調的基于三極管的熱敏電阻線性補償電路，包含，一感測調節模塊1，一電壓恒定模塊2，一反饋放大模塊3、一線性補償模塊4、一輸出放大模塊5，其中:
[0025]該感測調節模塊I的輸出端與反饋放大模塊3的輸入端連接，該反饋放大模塊3的輸出端與輸出放大模塊5的輸入端連接，該輸出放大模塊5的輸出端與線性補償模塊4的端口 I連接，該線性補償模塊4的輸出端口 2與反饋放大模塊3的輸入端連接，該線性補償模塊4的輸入端與電壓恒定模塊2的輸出端連接。
[0026]一感測調節模塊1(參閱圖1)由一個熱敏電阻&(階(:熱敏電阻)，其并聯一個調節電阻RSH，兩個串聯的調節電阻Rsi和Rs2，其一端接調節電阻Rsh，另一端接負電壓Vss。感測調節模塊I的作用有兩個:第一，利用熱敏電阻&實現對溫度進的檢測，并將溫度信號轉換成電流信號；第二，調節電阻Rsh、Rsn Rs2實現對不同熱敏電阻的調節作用，克服熱敏電阻原件一致性差的缺點，提高了電路的普遍適用性。感測調節模塊I中，熱敏電阻Rt