Z元件的温度补偿技术
[09-12 18:39:13] 来源:http://www.88dzw.com 传感技术 阅读:8959次
文章摘要:为了得到满足补偿条件的按温度调变的电源电压,实际补偿时可采用缓变型 PTC热敏电阻、NTC热敏电阻或温敏Z-元件来改变电源电压E,达到补偿的目的: ①采用缓变型PTC热敏电阻 采用缓变型PTC热敏电阻的补偿电路如图6所示。 在图6中,Z-元件与负载电阻RL构成工作电路,工作电路的直流电源电压E由集成稳压电源LM317电路供电,Rt为缓变型热敏电阻,采用热敏电阻Rt的LM317电路的输出电压为: 按温度补偿要求,当温度增加时,电源电压E应该增加,Rt应该增加,故Rt应选缓变型PTC热敏电阻。R2用于设定电压E的初始值,合理选择PTC热敏电阻Rt的初始值及其温度系数,使之满足DE=-KDVO的补
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为了得到满足补偿条件的按温度调变的电源电压,实际补偿时可采用缓变型 PTC热敏电阻、NTC热敏电阻或温敏Z-元件来改变电源电压E,达到补偿的目的:
①采用缓变型PTC热敏电阻
采用缓变型PTC热敏电阻的补偿电路如图6所示。在图6中,Z-元件与负载电阻RL构成工作电路,工作电路的直流电源电压E由集成稳压电源LM317电路供电,Rt为缓变型热敏电阻,采用热敏电阻Rt的LM317电路的输出电压为:
按温度补偿要求,当温度增加时,电源电压E应该增加,Rt应该增加,故Rt应选缓变型PTC热敏电阻。R2用于设定电压E的初始值,合理选择PTC热敏电阻Rt的初始值及其温度系数,使之满足DE=-KDVO的补偿条件即可达到补偿的目的。
②采用NTC热敏电阻
因缓变型PTC热敏电阻市售较少,而且补偿过程中温度系数也难于匹配,多数情况应采用NTC热敏电阻。
若采用NTC热敏电阻进行补偿时,也可采用图6所示电路,但要把R1与Rt互换位置。
当采用NTC型热敏电阻时,为了便于热敏电阻的补偿匹配,可利用运算放大器,实际补偿电路如图7所示。
在图7中,Rt为NTC热敏电阻,A为由单电源VCC供电的反相输入运放构成的比例放大器,通过该运放的反相作用,使LM317的输出电压EO适合工作Z-元件工作电压E的补偿极性要求。例如,温度升高时,EO下降,E增加;反之温度降低时,EO增加,E减少。该补偿电路的另一优点是,可通过运放比例系数的附加调整便于NTC热敏的补偿匹配。
(3)差动补偿
①并联差动补偿
运放的第一级几乎没有例外均采用差动电路,并利用差动电路的对称性和元器件特性的一致性来补偿温度漂移。Z-元件也可采用这种方法,补偿电路如图8所示。其中,图8(a)为正向应用,图8(b)为反向应用,图8(c)为实际补偿电路。其中Z为工作Z-元件,ZC为补偿Z-元件,RL与RC为相应的负载电阻。
补偿原理:对差动对称电路,当左右两侧工作Z-元件Z与补偿Z-元件ZC的静态伏安特性与动态温度系数完全一致,以及电阻RC与R阻值及其温度系数也完全一致时,采用浮动输出,因始终保持VO=VOC,当环境温度改变时,也不会产生温漂,而工作Z-元件有其它外部激励作用(如光、磁、力等)时,则可产生有效输出。
理论上,若左右元器件完全对称,在标准温度TS时,浮动输出DVO=VO-VOC=0,当温度升高到工作温度T时,因左右两支路电流同步增加,DVO=VO-VOC=0仍然成立。实际上,左右两支路元器件不可能完全对称,特别是Z-元件有一定的离散性,使DVO不可能完全为0。因而,除按补偿精度要求,对Z-元件的一致性进行严格筛选外,在电路上应采用辅助调整措施,如图8(c)中利用电位器RW。
②串联差动补偿 并联对称补偿的缺点是浮动输出,为变成单端输出还需要一个双端输入到单端输出的转换电路。采用串联对称补偿可克服这一缺点。 串联对称补偿的原理电路如图9所示。其中图9 (a)为正向应用,图9 (b)为反向应用,图9 (c)和(d)为实用化补偿电路。 补偿原理:该补偿电路为“上下对称”结构,元器件的一致性要求与并联对称补偿的要求相同。在标准温度TS时,工作电流流过上下分压支路,使输出电压VO=E/2。温度升高到工作温度T时,工作电流虽然增加,但输出电压VO仍为E/2,不产生温度漂移。而工作Z-元件当有其它外部激励作用时,可产生有效输出。《Z元件的温度补偿技术》相关文章
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