"#$热敏电阻的线性化及其应用
常数，!值为热敏指数。
设在某一温度"!下的电阻值为#"!，有关系式
#"!$%&!’"!
除以式（"）后得到将式（#）
（"!("） "’"!
#"$#"!&!
沙占友，等
-./))0(内部主要包括’部分："(C#$D基准电
压源；（-8/）；#由四选一模拟开关构成的多路转换器$缓冲放大器；%?E-转换器及单线;<=接口；&控制逻辑。外围元件中，2+(12+$代表$只*+,热敏电阻，2567为外部电阻，2,为;<=端上拉电阻，,为滤除电源噪声的电容。
首先通过自动切换多-./))0(的测温原理如下：
（"）（$）
两边取对数后整理成对式（$）
（%&#"(%&#"）"!"!
!$
"!("
利用式（’）可以计算出!值。
（’）
路转换器（-8/）依次检测$只*+,热敏电阻的电压，然后进行缓冲放大，再利用?E-转换器把电压信号变最后将式（#）代入式（(）中并进行微分后可得到!"$!’"
%&
!’" %& ((!"#)
$("
#
（)）
这表明!"并非一个常数，
而是温度的函数，它与热力学温度的平方成反比，且为一负值。由此可见，*+,热敏电阻温度系数的绝对值随温度的降低而增大，随温度升高而减小，这是造成*+,热敏电阻非线性的根本原因。
!"#$热敏电阻线性化的电路设计
通常利用单片机对*+,热敏电阻进行线性化，不
仅电路复杂，而且要做大量的计算。下面介绍一种利用四通道智能温度传感器-./))0(实现*+,热敏电阻线性化的电路，如图#所示。+(1+$分别接$只热敏电阻。在23与24之间接外部电阻2567。8,,、9*:分别为电源端和地。;<=为漏极开路的单线输入<输出接口，外部接(!>!的上拉电阻。该芯片适配热敏电阻并具有单线;<=
接口。
图#
*+,热敏电阻线性化电路
-./))0(既可配负温度系数
（*+,）热敏电阻，又可配正温度系数（?+,）热敏电阻。在测量气体或液体温度时，使用*+,热敏电阻更为普遍。热敏电阻的测温范围可以超出芯片的工作温度。例如配(!@".(;.型*+,热敏电阻时，-./))0(的测温范围是4A!B13(’!B，而-./))0(的工作温度范围仅为4’’B13(#’B。
万方数据
成脉宽信号，由单线;<=接口送给单片机（’,），最后由,分别计算出$路被测温度的数值。测量准确度为!C’F，
测量误差小于!C’FGH（GH代表满量程温度值），能自动检测热敏电阻开路或短路故障，一旦出现故障，;<=端就输出一个很窄的故障脉冲。
在测量前，-./))0(处于休眠模式，;<=端呈高电平),,。测量开始时，单片机首先把;<=端置成低电平并至少保持’’
I时间，然后释放;<=端。-./))0(的+(1+$端就依次连接到热敏电阻2+12+上，再经
($过2567接基准电压)#&*，测量过程需(!#JI（典型值）。测量结束时，-./))0(先把;<=端拉成低电平并保持(#’’
I，然后按照顺序输出$个脉宽信号+,（+,(1+,$），+,即表示高电平持续时间，
它与外部电阻2567上的压降)-.+成正比。+/代表低电平持续时间，
它与)#&*成正比，因)#&*为固定值，故+/恒定不变，+/K$C0JI。+,’
+［/比值的表达式为
"］
+,
+$)-.+(!0!!!#$#-.+1#(!0!!!#（/)#&*#-.+"L）#(
"$
(+,
’+
/
1!0!!!#
(()
#-.+
（A）
利用单片机很容易测出每一路温度所对应的+,’+/比值，进而计算出#"值，再根据外部存储器中的#"与温度对照表确定该路温度值。测量过程中，若检测到第"路热敏电阻2+发生了开路或短路故障，
则输出的"
第"个脉宽信号就变成了脉宽仅为(##’I的窄脉冲，称之为故障脉冲，其脉宽小于’F+/。利用这一特点，
,很容易识别出来并通过故障报警使扬声器发声。%
改善"#$热敏电阻非线性的方法及使用注意事项
*+,热敏电阻与温度呈非线性关系，
必须进行线性化处理。具体方法是首先给2+串联一只合适的外部电阻2567，然后接到(C#$D基准电压)#&*上，再利用-./))0(测量2567上的电压，即可在所选温度范围内将*+,热敏电阻的非线性减至最小。
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