关于解决热敏电阻的非线性问题

　　如果您打算在整个温度范围内均使用热敏电阻温度传感器件，那么该器件的设计工作会颇具挑战性。热敏电阻通常为一款高阻抗、电阻性器件，因此当您需要将热敏电阻的阻值转换为电压值时，该器件可以简化其中的一个接口问题。然而更具挑战性的接口问题是，如何利用线性ADC以数字形式捕获热敏电阻的非线性行为。
　　
　　“热敏电阻”一词源于对“热度敏感的电阻”这一描述的概括。热敏电阻包括两种基本的类型，分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。要确定热敏电阻周围的温度，您可以借助Steinhart-Hart公式：T=1/（A0+A1（lnRT）+A3（lnRT3））来实现。其中，T为开氏温度；RT为热敏电阻在温度T时的阻值；而A0、A1和A3则是由热敏电阻生产厂商提供的常数。
　　
　　热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变，而这种改变是非线性的，Steinhart-Hart公式表明了这一点。在进行温度测量时，需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流，以创建一个等效电压，该等效电压具有非线性的响应。您可以使用配备在微控制器上的参照表，尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。即使您可以在微控制器固件上运行此类算法，但您还是需要一个高精度转换器用于在出现值温度时进行数据捕获。
　　
　　另一种方法是，您可以在数字化之前使用“硬件线性化”技术和一个较低精度的ADC。其中一种技术是将一个电阻RSER与热敏电阻RTHERM以及参考电压或电源进行串联（见图1）。将PGA（可编程增益放大器）设置为1V/V，但在这样的电路中，一个10位精度的ADC只能感应很有限的温度范围（大约±25°C）。
　　
　　请注意，在图1中对高温区没能解析。但如果在这些温度值下增加PGA的增益，就可以将PGA的输出信号控制在一定范围内，在此范围内ADC能够提供可靠地转换，从而对热敏电阻的温度进行识别。　　
　　微控制器固件的温度传感算法可读取10位精度的ADC数字值，并将其传送到PGA滞后软件程序。PGA滞后程序会校验PGA增益设置，并将ADC数字值与图1显示的电压节点的值进行比较。如果ADC输出超过了电压节点的值，则微控制器会将PGA增益设置到下一个较高或较低的增益设定值上。如果有必要，微控制器会再次获取一个新的ADC值。然后PGA增益和ADC值会被传送到一个微控制器分段线性内插程序。
　　
　　从非线性的热敏电阻上获取数据有时候会被看作是一项“不可能实现的任务”。您可以将一个串联电阻、一个微控制器、一个10位ADC以及一个PGA合理的配合使用，以解决非线性热敏电阻在超过±25°C温度以后所带来的测量难题。