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热敏电阻通电后采集电压不准确怎么解?

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楼主
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?

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沙发
ID:607079 发表于 2019-9-3 20:12 | 只看该作者
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。
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板凳
ID:607079 发表于 2019-9-4 18:12 | 只看该作者
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!
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地板
ID:56665 发表于 2019-9-4 19:06 | 只看该作者
读温度的算法是怎样的,可能与这个有关。
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5#
ID:401564 发表于 2019-9-4 21:01 | 只看该作者
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
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6#
ID:491875 发表于 2019-9-5 07:51 | 只看该作者
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,
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7#
ID:491875 发表于 2019-9-5 08:24 | 只看该作者
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。
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8#
ID:607079 发表于 2019-9-5 12:22 | 只看该作者
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℃。
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9#
ID:607079 发表于 2019-9-5 12:29 | 只看该作者
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。
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10#
ID:607079 发表于 2019-9-5 12:30 | 只看该作者
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?
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11#
ID:212177 发表于 2019-9-5 17:27 来自手机 | 只看该作者
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
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12#
ID:491875 发表于 2019-9-5 18:40 | 只看该作者
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
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13#
ID:491875 发表于 2019-9-5 18:51 | 只看该作者
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
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14#
ID:491875 发表于 2019-9-5 18:53 | 只看该作者
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
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15#
ID:401564 发表于 2019-9-5 22:56 | 只看该作者
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
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16#
ID:47286 发表于 2019-9-5 23:50 | 只看该作者
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



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17#
ID:607079 发表于 2019-9-11 11:07 | 只看该作者
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。
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18#
ID:607079 发表于 2019-9-11 11:13 | 只看该作者
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。
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19#
ID:607079 发表于 2019-9-11 11:23 | 只看该作者
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。
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20#
ID:491875 发表于 2019-9-11 12:31 | 只看该作者
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。
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21#
ID:491875 发表于 2019-9-11 12:34 | 只看该作者
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
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22#
ID:607079 发表于 2019-9-18 11:18 | 只看该作者
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?
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23#
ID:401564 发表于 2019-9-18 19:12 | 只看该作者
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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