Engineer It 系列：何时使用模拟温度传感器与热敏电阻

嗨，我是 Brian Gosselin， 是德州仪器 (TI)

集成信号链产品线的 一名

应用工程师。

我今天在此向大家 介绍一下模拟温度传感器

并将其与 NTC 热敏电阻进行比较。

由于 NTC 热敏电阻 成本低，

且可用的封装选项 多种多样，

因而常用于 该行业。

但今天，我 在此和大家聊一聊

你们可能想要在 模拟温度传感器内进行设计，

而非 NTC 热敏电阻的原因。

我们先将 模拟温度传感器

和 NTC 热敏电阻的输出电压 和温度

进行比较。

当与 ADC 进行交互时 这一点非常重要，

因为你想要确保 ADC 可以检测到

温度变化。

下面我将具体说明。

为了使 输出线性化，

NTC 热敏电阻 要求使用电阻网络，

因为电阻第一温度 特征是呈指数增长的。

我右侧展示的 NTC 热敏电阻网络

为简单的 分压器电路，

其偏置 电阻器位于顶部，

而 NTC 热敏电阻 位于底部。

注意，电路的输出 电压

是整个 NTC 热敏电阻 的电压。

在这张图上， y 轴是输出电压，

单位为伏特， x 轴是温度，

单位为摄氏度。

黄色、蓝色、 绿色曲线

均为额定电流为 100 千欧姆、

温度为 25 摄氏度的 NTC 热敏电阻的输出电压和温度曲线

对比。

这些曲线 之间的区别

为偏置电阻器的值。

黄色为 100 千欧姆， 蓝色为 30 千欧姆，

绿色为 10 千欧姆。

可以看到，如果您调整了 偏置电阻器的值，

就能从本质上调整 曲线的线性部分。

请注意，这些曲线 在低温和高温时

开始饱和。

这是工程师们 在使用热敏电阻时

面对的一个问题。

由于 接口 ADC 的分辨率

不足以检测 每摄氏度

输出电压的 变化，

低温和高温饱和 可能引起温度错误。

因此，工程师们可能不得不 使用更高分辨率的 ADC

对该错误作出解释。

由于模拟温度传感器有着 几乎线性的输出，

因此不会出现 这个问题。

例如，你 可以看到在图中，

德州仪器 LMT87 模拟温度传感器

在装置 -50 至 150 摄氏度的 整个工作范围内

提供 几乎线性的输出。

当与 ADC 交互时， 模拟温度传感器

在整个工作温度范围内 趋于

更加准确。

需要注意的另一点是， 模拟温度传感器

并不要求 额外的组件，

如电阻 网络，而

NTC 热敏电阻是需要电阻网络的。

这一点很重要，因为 额外的组件

增加了整体感温 解决方案的

成本和 封装。

现在，让我们看看 模拟温度传感器

和 NTC 热敏电阻的 电源电流比较。

电源电流十分重要， 因为与

整体感温解决方案 耗散的

电量 直接相关。

我们来看看。

在这张图上， y 轴上是电源电流，

单位为微安， x 轴上是温度，单位为摄氏度。

您将看到 LMT87 的 典型值为 5.4

微安，最大值 为 9 微安，

而 NTC 热敏电阻网络 电源电流要高得多，

且温度变化 很大。

因此，NTC 热敏电阻趋于

比模拟温度传感器耗散 更多的电量。

如果使用 NTC 热敏电阻，工程师们

需要考虑 自加热效应，因为后者

会导致更多误差。

请注意，如果增加 偏置电阻器的电阻，

NTC 热敏电阻网络的 电源电流将会

下降。

但是，请记住为了使输出电压 与温度对比的曲线

在想要的温度范围内 为线性，

我们还选择了 偏置电阻器。

您可以看到， 这是工程师

在使用 NTC 热敏电阻时 必须考虑的

一种折衷方案。

通过 使用

作为在整个工作温度范围内 具有相当恒定的低电源电流

和几乎线性的输出电压的 模拟温度传感器，

这是可以 忽略的又一

问题。

我们是如何提出 这些数据的呢？

我设计了一种可以将 NTC 热敏电阻网络

和 TI 的 LMT87 模拟温度传感器 进行比较的测试端口。

我们能够通过使用 我身后设置的[听不清]

来记录数据。

最后我想 提到的

是 输出阻抗。

与模拟温度传感器相比， NTC 热敏电阻趋于

具有更大的输出抗阻。

当与 ADC 进行交互时， 确保 ADC

可以处理 NTC 热敏电阻的

输出抗阻， 是十分重要的。

如果输出 抗阻太大，

可能需要缓冲器。

由于模拟温度传感器 输出抗阻小，

不需要缓冲器， 因此这是它的

一个优点。

有关 LMT87 和 其他模拟温度传感器

以及技术讨论的 更多信息，

请点击 以下链接。

嗨，我是 Brian Gosselin， 是德州仪器 (TI)

集成信号链产品线的 一名

应用工程师。

我今天在此向大家 介绍一下模拟温度传感器

并将其与 NTC 热敏电阻进行比较。

由于 NTC 热敏电阻 成本低，

且可用的封装选项 多种多样，

因而常用于 该行业。

但今天，我 在此和大家聊一聊

你们可能想要在 模拟温度传感器内进行设计，

而非 NTC 热敏电阻的原因。

我们先将 模拟温度传感器

和 NTC 热敏电阻的输出电压 和温度

进行比较。

当与 ADC 进行交互时 这一点非常重要，

因为你想要确保 ADC 可以检测到

温度变化。

下面我将具体说明。

为了使 输出线性化，

NTC 热敏电阻 要求使用电阻网络，

因为电阻第一温度 特征是呈指数增长的。

我右侧展示的 NTC 热敏电阻网络

为简单的 分压器电路，

其偏置 电阻器位于顶部，

而 NTC 热敏电阻 位于底部。

注意，电路的输出 电压

是整个 NTC 热敏电阻 的电压。

在这张图上， y 轴是输出电压，

单位为伏特， x 轴是温度，

单位为摄氏度。

黄色、蓝色、 绿色曲线

均为额定电流为 100 千欧姆、

温度为 25 摄氏度的 NTC 热敏电阻的输出电压和温度曲线

对比。

这些曲线 之间的区别

为偏置电阻器的值。

黄色为 100 千欧姆， 蓝色为 30 千欧姆，

绿色为 10 千欧姆。

可以看到，如果您调整了 偏置电阻器的值，

就能从本质上调整 曲线的线性部分。

请注意，这些曲线 在低温和高温时

开始饱和。

这是工程师们 在使用热敏电阻时

面对的一个问题。

由于 接口 ADC 的分辨率

不足以检测 每摄氏度

输出电压的 变化，

低温和高温饱和 可能引起温度错误。

因此，工程师们可能不得不 使用更高分辨率的 ADC

对该错误作出解释。

由于模拟温度传感器有着 几乎线性的输出，

因此不会出现 这个问题。

例如，你 可以看到在图中，

德州仪器 LMT87 模拟温度传感器

在装置 -50 至 150 摄氏度的 整个工作范围内

提供 几乎线性的输出。

当与 ADC 交互时， 模拟温度传感器

在整个工作温度范围内 趋于

更加准确。

需要注意的另一点是， 模拟温度传感器

并不要求 额外的组件，

如电阻 网络，而

NTC 热敏电阻是需要电阻网络的。

这一点很重要，因为 额外的组件

增加了整体感温 解决方案的

成本和 封装。

现在，让我们看看 模拟温度传感器

和 NTC 热敏电阻的 电源电流比较。

电源电流十分重要， 因为与

整体感温解决方案 耗散的

电量 直接相关。

我们来看看。

在这张图上， y 轴上是电源电流，

单位为微安， x 轴上是温度，单位为摄氏度。

您将看到 LMT87 的 典型值为 5.4

微安，最大值 为 9 微安，

而 NTC 热敏电阻网络 电源电流要高得多，

且温度变化 很大。

因此，NTC 热敏电阻趋于

比模拟温度传感器耗散 更多的电量。

如果使用 NTC 热敏电阻，工程师们

需要考虑 自加热效应，因为后者

会导致更多误差。

请注意，如果增加 偏置电阻器的电阻，

NTC 热敏电阻网络的 电源电流将会

下降。

但是，请记住为了使输出电压 与温度对比的曲线

在想要的温度范围内 为线性，

我们还选择了 偏置电阻器。

您可以看到， 这是工程师

在使用 NTC 热敏电阻时 必须考虑的

一种折衷方案。

通过 使用

作为在整个工作温度范围内 具有相当恒定的低电源电流

和几乎线性的输出电压的 模拟温度传感器，

这是可以 忽略的又一

问题。

我们是如何提出 这些数据的呢？

我设计了一种可以将 NTC 热敏电阻网络

和 TI 的 LMT87 模拟温度传感器 进行比较的测试端口。

我们能够通过使用 我身后设置的[听不清]

来记录数据。

最后我想 提到的

是 输出阻抗。

与模拟温度传感器相比， NTC 热敏电阻趋于

具有更大的输出抗阻。

当与 ADC 进行交互时， 确保 ADC

可以处理 NTC 热敏电阻的

输出抗阻， 是十分重要的。

如果输出 抗阻太大，

可能需要缓冲器。

由于模拟温度传感器 输出抗阻小，

不需要缓冲器， 因此这是它的

一个优点。

有关 LMT87 和 其他模拟温度传感器

以及技术讨论的 更多信息，

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