今天在給學(xué)生設(shè)計模電實驗內(nèi)容時,想用仿真軟件來進行熱敏電阻測溫的實驗,無奈軟件自身并沒有這個元件模型,實在沒辦法,那就自己用SPICE寫一個吧。
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 ),進入如下界面,一共7步,下面看圖吧:
2放置熱敏電阻
搭個最簡單的測試電路
3溫度掃描分析
能用圖表達(dá)咱盡量不用文字,看下圖:
下面這個圖注意,我現(xiàn)在是設(shè)置掃描溫度區(qū)間10-100℃,10個等分溫度點,你都可以自己改的。
剛才那個網(wǎng)絡(luò)編號還記得吧(17),我們這里因變量選擇為流過R17的電流。
仿真結(jié)果如下:
這個圖特別別扭,橫軸不是溫度,而是時間,然后每一條不同顏色的線,代表不同溫度下的電流值,沒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 |
有了上面這個圖,就很直觀了,事實證明我們自己建的這個NTC的模型沒有問題,基本符合常規(guī)NTC的溫度特性曲線。
5測溫實例
下圖中,由4個電阻組成電阻橋,當(dāng)熱敏電阻阻值發(fā)生變化時,橋臂電壓發(fā)生變化,再由差分放大電路放大兩個橋臂的電壓差值,同時將差分信號轉(zhuǎn)換為單端信號,該信號再經(jīng)過10倍同相電壓放大器放大,送入滯回比較器,輸出二值信號,當(dāng)溫度升高到某一溫度時,比較器輸出高電平,驅(qū)動LED發(fā)光。
當(dāng)我們把R3阻值調(diào)整到370歐姆左右的時候,LED燈會亮起,對應(yīng)去找溫度特性曲線里面的370歐姆對應(yīng)的溫度點,就可以得到這個電路的溫度閾值。
結(jié) 語
為啥這樣寫NTC的模型?是根據(jù)下面這個NTC自身的溫度特性公式來的:
本文所用軟件版本:multisim 13.0
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