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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- NTC熱敏電阻電壓溫度關(guān)系線性化的探討
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡介：
- 本文對NTC熱敏電阻的電壓和溫度關(guān)系線性化進(jìn)行了理論推導(dǎo)和電路模擬，并利用相關(guān)參數(shù)畫出了電壓和溫度實(shí)驗(yàn)曲線和擬合曲線,由該曲線可直觀地發(fā)現(xiàn)電壓與溫度間的線性關(guān)系。
- 詳細(xì)介紹：
- 一般來說，熱敏電阻的阻值和溫度具有強(qiáng)烈的非線性關(guān)系。在有些實(shí)際應(yīng)用中，常要求由熱敏電阻制成的傳感器，其輸出量能用數(shù)字顯示儀表指示，因?yàn)槿魏挝锢砹康臄?shù)字顯示往往比模擬顯示優(yōu)越，因此要求傳感器的輸出量電壓與被測量量溫度之間具有線性關(guān)系。本項(xiàng)研究對NTC熱敏電阻的電壓和溫度關(guān)系線性化進(jìn)行了理論推導(dǎo)和電路模擬，利用相關(guān)參數(shù)畫出了電壓和溫度實(shí)驗(yàn)曲線和擬合曲線,由該曲線可直觀地發(fā)現(xiàn)電壓與溫度間的線性關(guān)系。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 由熱敏電阻制成的傳感器往往要求電壓U與溫度T之間具有線性關(guān)系。本項(xiàng)研究對NTC熱敏電阻的電壓和溫度關(guān)系的線性化進(jìn)行了理論推導(dǎo)，利用EWB進(jìn)行電路模擬仿真，并用Matlab進(jìn)行曲線擬合，畫出了電壓U與溫度T之間的實(shí)驗(yàn)曲線和擬合曲線,由該曲線可直觀地發(fā)現(xiàn)電壓與溫度間的線性關(guān)系。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- （1）利用EWB“虛擬電子工作平臺”進(jìn)行電路仿真，具有界面直觀、操作方便、采用圖形方式創(chuàng)建電路的優(yōu)點(diǎn)，可以對電子元器件進(jìn)行一定程度的非線性的仿真。（2）用已確定的參數(shù)利用EWB連接電路，并模擬從25℃到65℃的電壓值。模擬得到的電壓和溫度數(shù)據(jù)。（3）熱敏電阻的阻值和溫度具有強(qiáng)烈的非線性關(guān)系，通過橋式電路及差分運(yùn)算放大電路轉(zhuǎn)換成電壓和溫度的線性關(guān)系。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- （1）本文利用EWB“模擬電子工作平臺”進(jìn)行電路仿真，減少了實(shí)驗(yàn)時(shí)間與消耗，快速、簡捷地得到與測量誤差相適應(yīng)的結(jié)果。 （2）本文通過將電阻與溫度的關(guān)系轉(zhuǎn)化成電壓與溫度的關(guān)系的方法，可以應(yīng)用到其他非線性變量，將其轉(zhuǎn)化為線型變量之間的關(guān)系。 （3）緊密結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，提高儀器精度，能使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加深入
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文對NTC熱敏電阻的電壓和溫度關(guān)系線性化進(jìn)行了理論推導(dǎo)和電路模擬，并利用相關(guān)參數(shù)畫出了電壓和溫度實(shí)驗(yàn)曲線和擬合曲線,由該曲線可直觀地發(fā)現(xiàn)電壓與溫度間的線性關(guān)系。
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 本文所提的線性化方法獨(dú)特、新穎有很好的應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
- [1]徐先開，葉濟(jì)民．熱敏電阻器[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出 版社，1981，1-5，39，44，16，108． [2]曹光宇，楊湖等．現(xiàn)代傳感器技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社， 2006，147． [3]孫肖子，張企民．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001，100-101. [4]高玉良．電路與模擬電子技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社，2004，41-42，244． [5]丁慎訓(xùn)，張連芳．物理實(shí)驗(yàn)教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2002，168． [6]李學(xué)慧，高峰等．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M]．北京：高等教育出版社，2005，52，26，366，367-368． [7]石博強(qiáng)，趙金．Matlab數(shù)學(xué)計(jì)算與工程分析范例教程[M]．北京：中國鐵道出版社，2005．
同類課題研究水平概述
- NTC是指電阻隨溫度上升呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻特性．該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進(jìn)行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷，可制成具有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻．其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化．現(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料． 但是熱敏電阻的阻值和溫度具有強(qiáng)烈的非線性關(guān)系，為了使熱敏電阻的使用更加方便和便于調(diào)節(jié)，對其線性化研究也就成為重要課題。 王淵，劉先勇，嚴(yán)健鎖等人通過分析半導(dǎo)體激光器中NTC熱敏電阻的數(shù)學(xué)模型，提出線性化的算法設(shè)計(jì)。 根據(jù)半導(dǎo)體激光器提供的NTC熱敏電阻的參數(shù)來檢驗(yàn)線性化算法的合理性；趙軍，謝作品，吳珂等人分析了目前常用NTC熱敏電阻線性化方法的優(yōu)缺點(diǎn)；針對這些優(yōu)缺點(diǎn)提出了NTC熱敏電阻軟件線性化算法；并運(yùn)用這個(gè)軟件線性化的方法設(shè)計(jì)了以 MSP430F4270單片機(jī)為基礎(chǔ)的溫度測量系統(tǒng)；R.E. Newnham和G.R. Ruschou 等人發(fā)現(xiàn)炭黑/三元乙丙橡膠復(fù)合材料呈負(fù)溫度系數(shù)（NTC）效應(yīng)。 王行迅等人利用單臂熱敏電阻惠斯登電橋?qū)囟鹊淖兓瘬Q為電橋輸出電壓，將電壓 同時(shí)加在放大器的輸入端，它的輸出電壓和電橋的輸出特性一致，其輸出存在非線性負(fù)偏差；輸入端的放大倍數(shù)隨溫度上升而增大，其輸出電壓隨溫度上升出現(xiàn)非線 性正偏差。 將電壓經(jīng)比例加法器相加后可將正、負(fù)偏差抵消，其輸出電壓具有較好的線性關(guān)系；杜西亮 ，孫慧明 ，聶義祥等人利用分段多項(xiàng)式擬合法對其非線性進(jìn)行補(bǔ)償來減小非線性誤差，提高測量準(zhǔn)確度和量程，并通過實(shí)例對該方法進(jìn)行分析和對比。 A. FELTZ 和R .KRIEGEL 等人用Sr Mn O 陶瓷高溫NTC熱敏電阻樣本來測量電性能，通過糊狀的銀在800℃燃燒并達(dá)到大約500℃，發(fā)現(xiàn)對測量是適用的，超過700℃，任何電阻率伴隨時(shí)間的顯著變化將不會出現(xiàn)，甚至電阻率只在高溫范圍內(nèi)增長。
