熱敏電阻通常為一款高阻抗、電阻性器件，當(dāng)您需要將熱敏電阻的阻值轉(zhuǎn)換為電壓值時(shí)，該器件可以簡化其中的一個(gè)接口問題。然而更具挑戰(zhàn)性的接口問題是，如何利用線性ADC以數(shù)字形式捕獲熱敏電阻的非線性行為。

熱敏電阻一詞源于對熱度敏感的電阻這一描述的概括。熱敏電阻包括兩種基本的類型，分別為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻非常適用于高精度溫度測量。要確定熱敏電阻周圍的溫度，您可以借助Steinhart-Hart公式：T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))來實(shí)現(xiàn)。其中，T為開氏溫度;RT為熱敏電阻在溫度T時(shí)的阻值;而A0、A1和A3則是由熱敏電阻生產(chǎn)廠商提供的常數(shù)。

熱敏電阻的阻值會(huì)隨著溫度的改變而改變，而這種改變是非線性的，Steinhart-Hart公式表明了這一點(diǎn)。在進(jìn)行溫度測量時(shí)，需要驅(qū)動(dòng)一個(gè)通過熱敏電阻的參考電流，以創(chuàng)建一個(gè)等效電壓，該等效電壓具有非線性的響應(yīng)。您可以使用配備在微控制器上的參照表，嘗試對熱敏電阻的非線性響應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。即使您可以在微控制器固件上運(yùn)行此類算法，但您還是需要一個(gè)高精度轉(zhuǎn)換器用于在出現(xiàn)極端值溫度時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲。

另一種方法是，您可以在數(shù)字化之前使用硬件線性化技術(shù)和一個(gè)較低精度的ADC。(Figure1)其中一種技術(shù)是將一個(gè)電阻RSER與熱敏電阻RTHERM以及參考電壓或電源進(jìn)行串聯(lián)(見圖1)。將pGA(可編程增益放大器)設(shè)置為1V/V，但在這樣的電路中，一個(gè)10位精度的ADC只能感應(yīng)很有限的溫度范圍(大約±25°C)。

請注意，在圖1中對高溫區(qū)沒能解析。但如果在這些溫度值下增加pGA的增益，就可以將pGA的輸出信號控制在一定范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)ADC能夠提供可靠地轉(zhuǎn)換，從而對熱敏電阻的溫度進(jìn)行識(shí)別。

微控制器固件的溫度傳感算法可讀取10位精度的ADC數(shù)字值，并將其傳送到pGA滯后軟件程序。pGA滯后程序會(huì)校驗(yàn)pGA增益設(shè)置，并將ADC數(shù)字值與圖1顯示的電壓節(jié)點(diǎn)的值進(jìn)行比較。如果ADC輸出超過了電壓節(jié)點(diǎn)的值，則微控制器會(huì)將pGA增益設(shè)置到下一個(gè)較高或較低的增益設(shè)定值上。如果有必要，微控制器會(huì)再次獲取一個(gè)新的ADC值。然后pGA增益和ADC值會(huì)被傳送到一個(gè)微控制器分段線性內(nèi)插程序。

從非線性的熱敏電阻上獲取數(shù)據(jù)有時(shí)候會(huì)被看作是一項(xiàng)不可能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。您可以將一個(gè)串聯(lián)電阻、一個(gè)微控制器、一個(gè)10位ADC以及一個(gè)pGA合理的配合使用，以解決非線性熱敏電阻在超過±25°C溫度以后所帶來的測量難題。