【应用】基于Littelfuse NTC温度传感器的线性化精确测温方案

时间： 2019-04-09 来源：世强

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LITTELFUSE是一家全球性的公司，可提供客观、全面和个性化的客户解决方案。2017年Littelfuse收购了世界一流的热敏电阻制造商U.S.Sensor，拓展了温度传感器市场。本文选择Littelfuse NTC温度传感器，通过设计合理的驱动电路实现NTC测温的线性化，并实现±0.1℃的精确温度测量。

器件选型

本设计应用于医疗器械体外诊断行业，要求传感器封装小，响应时间短以及精度高等，最终选择Littelfuse的KS103J2负温度系数的热敏电阻温度传感器，该温度传感器具有封装小、成本低、精度高等优点。

图1：KS103J2热敏电阻温度传感器

硬件方案

热敏电阻器的温度-电阻特性是非线性的，因此需要设计合理的硬件驱动电路对它进行线性化处理。如下原理图所示，本文选择电压模式，只通过一只固定电阻器R7来实现NTC的测温线性化。

图2:NTC硬件驱动原理图

串联电阻R7的阻值由使用温度和NTC的特性决定，具体计算公式如下：

式中，R_TL是NTC使用的温度下限时的电阻值，R_TH是NTC使用的温度上限时的电阻值，R_TM是NTC使用温度范围的中间温度时的电阻值。

本设计温度使用范围20℃-40℃，结合Littelfuse KS103J2特性，经过计算选择5.9K精密电阻R7。

方案验证

1、分别测量20℃-40℃范围内，不同温度下的输出电压，并将温度数据与输出电压值数据进行曲线拟合，如下图3所示，具有很好的线性

图3：NTC线性化处理后温度-电压驱动

2、将NTC温度传感器放入37℃恒温箱中连续进行将近50min测量，如下图4所示，温度波动在±0.1℃以内。

图4：NTC 恒温下测温曲线

本文通过实验验证，采用Littelfuse的KS103J2负温度系数热敏电阻温度传感器实现了NTC测温的线性化，并实现±0.1℃的精确温度测量。

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型号- H-40,MACD-14,PR,H-41,PS,PT,HE700 系列,PW,H-48,PX,57065,57060,HE721A1200,59125,MLSM-4,HE3321C0500,59050-1,H-31,AC,HE3351A0500,57070,MLSM-3,H-33,H-32,H-35,59050-2,H-34,57075,H-36,59135,USW3866,59250,59010,59251,RA,HE721A2400,RB,HE3321A2400,HE751A0500,USP7570,USP4065,BC,HE722A0500,USP8798,PPG,59022,59025,USP11493,59145,59140,USP11491,HE700,USP11492,59021,59020,59141,SB,USW2883,SC,MDSM-DT,55100,HE721C0500,59045-1,SM,TO-220,HE721E1200,MDCG-4,ST,H-420,H-58,59030,59150,TC,55110,HE721E2400,DC,USP7765,USP7766,59166,59165,59040,USP12755,USUR1000,H-315,USW2295,USP7537,59170,USP16673,USW2299,55250,MISM-7,HE721R0500,USP4261,USP18967,59060,HE721B2400,USP9728,MDSM-10,USP3986,DRS-DTH,59065,55140,MDSM-4,WM,MVSR-20,MRPR-20,59070,USP8528,USW3483,HE721B1200,GL,59630,GQ,GR,GS,GT,FLEX-14,59075,HE3321C1200,HE3321A0400,HE3621A0500,USP6998,HE751A1200,DO-34,HM,DO-35,59085,59086,57105,HE3321C2400,USP14579,MDSR-10,USP12838,USP3121,DO-41,USP12836,USP12837,HE751A2400,HE3351A2400,59090,HE722A1200,MDSR-7,HE721A0500,USP17957,JL,JM,HE722A2400,HE3351A1200,USP10680,59300,DRS-50,57125,KC,55505,HE721C2400,USP3021,HE721E0500,KR,KS,KT,KW,55075,KX,57135,LC,USP12840,USUG1000,USP3275,HE721C1200,MASM-14,LR,57141,57020,57142,57022,USP7806,57140,CM-1,USP10973,USP10976,HE721R1200,USP10975,57145,57025,USP10972,USP10978,USP10979,MM,USP5510,59210,57150,57030,HE721R2400,MLRR-4,MLRR-3,HA15-2,HE721B0500,57045,57040,55300,USP14439,USP10997,59105,HE3621A1200,HE3321A1200,USP6295,MITI-7,57050,55310,USP12920,MDRR-DT,USP10981,USP10982,HE3621A2400,H-625

2020/3/11 - LITTELFUSE - 选型指南 - v1019 代理服务技术支持现货查询批量订货

Littelfuse（力特）温度传感产品选型指南（中文）

目录- 温度传感产品选择指南温度传感简介带引脚热敏电阻表面贴装热敏电阻热敏电阻探针和组件 RTD探针和组件镀膜RTD传感器/数字温度指示器温度传感产品应用

型号- USP6998,LC系列,USP7765,USP7766,PS系列,JL系列,USP7806,GL系列,KR系列,USP10973,USP10976,USP12755,USP10975,DC系列,DO-34标准型,USP14579,USUR1000,USP10972,GR系列,KT系列,GT系列,RB系列,KX系列,USP12838,USP3121,USP10978,TC系列,USP12836,USP10979,USP12837,USW2295,USP7537,USP16673,USP5510,USW3866,USW2299,MM系列,SETP™,PX系列,LR系列,AC系列,PT系列,USP4261,USP18967,USP17957,USP7570,SB系列,USP4065,USP9728,USP3986,USP8798,PPG,DO-41标准型,USP10680,USP11493,USP11491,JM系列,USP11492,USW2883,USP14439,BC系列,USP10997,GQ系列,KS系列,GS系列,KW系列,TO-220,USP3021,RA系列,USP6295,SM系列,USP8528,USW3483,KC系列,WM系列,HM系列,USP12920,USP10981,DO-35标准型,PW系列,USP10982,USP12840,SC系列,USUG1000,USP3275

100821 - LITTELFUSE - 选型指南 - 修订版：1-A-100821 代理服务技术支持现货查询批量订货

芯谷科技60μA低功耗摄氏温度传感器D35，室温典型精度±0.5℃，可测温度-40至125℃

芯谷科技D35是基于模拟电路的一种基本摄氏温度传感器，其作用是将感测的环境温度/物体温度精确的以电压的形式输出，且输出电压与摄氏温度成线性正比关系，广泛应用在工业自动化、环境监测、医疗设备等各领域中的测温/控温系统等需要精密采集温度的场景。

2024-12-01 - 产品代理服务技术支持现货查询批量订货

Littelfuse（力特）传感器产品选型指南（英文）

目录- Company Introduction Magnetic Sensing Introduction Temperature Sensing Introduction Electronic Sensor Applications Reed Switches Reed Sensors Reed Relays Hall Effect Sensors Magnetic Actuators Leaded Thermistors Surface Mount Thermistors Power Thermistors Leaded RTDs and Digital Temperature Indicators Thermistor Probes and Assemblies RTD Probes and Assemblies

型号- H-40,MACD-14,PR,H-41,PS,PT,PW,H-48,PX,57065,57060,HE721A1200,59125,MLSM-4,HE3321C0500,59050-1,H-31,AC,HE3351A0500,57070,MLSM-3,H-33,H-32,JSP12840,H-35,59050-2,H-34,57075,H-36,59135,USW3866,59250,59010,59251,RA,HE721A2400,RB,SETP™,HE3321A2400,HE751A0500,USP7570,USP4065,BC,HE722A0500,USP8798,PPG,59022,59025,USP11493,59145,59140,USP11491,M,USP11492,59021,59020,59141,USW2883,SB,SC,MDSM-DT,55100,HE721C0500,59045-1,SM,TO-220,HE721E1200,MDCG-4,ST,H-420,H-58,59030,59150,TC,55110,HE721E2400,DC,USP7765,JSP12755,USP7766,59166,59165,59040,USP12755,USUR1000,H-315,USW2295,USP7537,59170,USP16673,USW2299,55250,MISM-7,HE721R0500,USP4261,USP18967,59060,HE721B2400,USP9728,MDSM-10,USP3986,DRS-DTH,59065,55140,MDSM-4,WM,MVSR-20,MRPR-20,59070,USP8528,USW3483,HE721B1200,GL,59630,GQ,GR,GS,GT,FLEX-14,59075,HE3321C1200,HE3321A0400,HE3621A0500,USP6998,HE751A1200,DO-34,HM,DO-35,59085,59086,57105,HE3321C2400,USP14579,MDSR-10,IC,USP12838,USP3121,DO-41,USP12836,USP12837,HE751A2400,HE3351A2400,59090,HE722A1200,MDSR-7,HE721A0500,USP17957,JL,JM,HE722A2400,HE3351A1200,USP10680,59300,DRS-50,57125,KC,55505,HE721C2400,USP3021,HE721E0500,KR,KS,KT,KW,55075,KX,57135,LC,USP12840,USUG1000,USP3275,HE721C1200,MASM-14,LR,57141,57020,57142,57022,USP7806,57140,CM-1,USP10973,USP10976,USP10975,HE721R1200,57145,57025,USP10972,USP10978,USP10979,MM,USP5510,59210,57150,57030,HE721R2400,MLRR-4,MLRR-3,HA15-2,HE721B0500,57045,57040,55300,USP14439,USP10997,59105,HE3621A1200,HE3321A1200,USP6295,MITI-7,57050,55310,USP12920,MDRR-DT,USP10981,USP10982,PI,HE3621A2400,H-625