今天在給學(xué)生設(shè)計(jì)模電實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí),想用仿真軟件來(lái)進(jìn)行熱敏電阻測(cè)溫的實(shí)驗(yàn),無(wú)奈軟件自身并沒(méi)有這個(gè)元件模型,實(shí)在沒(méi)辦法,那就自己用SPICE寫(xiě)一個(gè)吧。
1創(chuàng)建熱敏電阻
使用組件向?qū)尚陆M件(工具tools>>組件向?qū)omponent wizard ),進(jìn)入如下界面,一共7步,下面看圖吧:
2放置熱敏電阻
搭個(gè)最簡(jiǎn)單的測(cè)試電路
3溫度掃描分析
能用圖表達(dá)咱盡量不用文字,看下圖:
下面這個(gè)圖注意,我現(xiàn)在是設(shè)置掃描溫度區(qū)間10-100℃,10個(gè)等分溫度點(diǎn),你都可以自己改的。
剛才那個(gè)網(wǎng)絡(luò)編號(hào)還記得吧(17),我們這里因變量選擇為流過(guò)R17的電流。
仿真結(jié)果如下:
這個(gè)圖特別別扭,橫軸不是溫度,而是時(shí)間,然后每一條不同顏色的線,代表不同溫度下的電流值,沒(méi)找到怎么把橫軸改成溫度,所以將就著看吧。
4熱敏電阻溫度特性曲線
為了直觀看出NTC阻值隨溫度變化情況,把溫度和電流的數(shù)據(jù)搞到excel里面,然后算出電阻的值,如下表:
T( ℃) | I(mA) | V(mV) | R (Ω) |
---|---|---|---|
20 | 5 | 5000 | 1000.00 |
30 | 16 | 5000 | 312.50 |
40 | 28 | 5000 | 178.57 |
50 | 40 | 5000 | 125.00 |
60 | 50 | 5000 | 100.00 |
70 | 59 | 5000 | 84.75 |
80 | 67 | 5000 | 74.63 |
90 | 74 | 5000 | 67.57 |
100 | 79 | 5000 | 63.29 |
有了上面這個(gè)圖,就很直觀了,事實(shí)證明我們自己建的這個(gè)NTC的模型沒(méi)有問(wèn)題,基本符合常規(guī)NTC的溫度特性曲線。
5測(cè)溫實(shí)例
下圖中,由4個(gè)電阻組成電阻橋,當(dāng)熱敏電阻阻值發(fā)生變化時(shí),橋臂電壓發(fā)生變化,再由差分放大電路放大兩個(gè)橋臂的電壓差值,同時(shí)將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào),該信號(hào)再經(jīng)過(guò)10倍同相電壓放大器放大,送入滯回比較器,輸出二值信號(hào),當(dāng)溫度升高到某一溫度時(shí),比較器輸出高電平,驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。
當(dāng)我們把R3阻值調(diào)整到370歐姆左右的時(shí)候,LED燈會(huì)亮起,對(duì)應(yīng)去找溫度特性曲線里面的370歐姆對(duì)應(yīng)的溫度點(diǎn),就可以得到這個(gè)電路的溫度閾值。
結(jié) 語(yǔ)
為啥這樣寫(xiě)NTC的模型?是根據(jù)下面這個(gè)NTC自身的溫度特性公式來(lái)的:
本文所用軟件版本:multisim 13.0
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