今天在给学生设计模电实验内容时,想用仿真软件来进行热敏电阻测温的实验,无奈软件自身并没有这个元件模型,实在没办法,那就自己用SPICE写一个吧。
1创建热敏电阻
使用组件向导生成新组件(工具tools>>组件向导component wizard ),进入如下界面,一共7步,下面看图吧:
2放置热敏电阻
搭个最简单的测试电路
3温度扫描分析
能用图表达咱尽量不用文字,看下图:
下面这个图注意,我现在是设置扫描温度区间10-100℃,10个等分温度点,你都可以自己改的。
刚才那个网络编号还记得吧(17),我们这里因变量选择为流过R17的电流。
仿真结果如下:
这个图特别别扭,横轴不是温度,而是时间,然后每一条不同颜色的线,代表不同温度下的电流值,没找到怎么把横轴改成温度,所以将就着看吧。
4热敏电阻温度特性曲线
为了直观看出NTC阻值随温度变化情况,把温度和电流的数据搞到excel里面,然后算出电阻的值,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 |
有了上面这个图,就很直观了,事实证明我们自己建的这个NTC的模型没有问题,基本符合常规NTC的温度特性曲线。
5测温实例
下图中,由4个电阻组成电阻桥,当热敏电阻阻值发生变化时,桥臂电压发生变化,再由差分放大电路放大两个桥臂的电压差值,同时将差分信号转换为单端信号,该信号再经过10倍同相电压放大器放大,送入滞回比较器,输出二值信号,当温度升高到某一温度时,比较器输出高电平,驱动LED发光。
当我们把R3阻值调整到370欧姆左右的时候,LED灯会亮起,对应去找温度特性曲线里面的370欧姆对应的温度点,就可以得到这个电路的温度阈值。
结 语
为啥这样写NTC的模型?是根据下面这个NTC自身的温度特性公式来的:
本文所用软件版本:multisim 13.0
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