温度控制器原理图(ZNI1000芯片：测量温度的电路方案)

Posted 2023-06-01

篇首语：不操千曲而后晓声，观千剑而后识器。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了温度控制器原理图(ZNI1000芯片：测量温度的电路方案)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

工程师在开发项目，如果遇到温度的采集，一般是怎么处理的呢？

温度采集？那肯定需要用到温度传感器啊，这还要讲啊，真是无语~~~

对的，是要用到温度传感器。只是温度传感器，你能想到有几种类型呢？

是NTC热敏电阻？还是PTC热敏电阻？还是DS18B20温度传感器？

NTC热敏电阻，它是一种模拟量的温度传感器，它利用的是热敏电阻的阻值与温度的关系，温度越高，电阻的阻值反而越小。

PTC热敏电阻，与NTC热敏电阻是类似的，只是温度越高，PTC热敏电阻的阻值也会越高。

而DS18B20温度传感器，它是一种数字接口的温度传感器，采集到的温度信号是通过单总线的形式向外输出的。

这三种类型的温度传感器都是可以在电路中测量温度的，是没有问题的。除了这三种类型，芯片哥这几天在做一个关于温度的项目，在方案设计上就用了另外一种类型。

ZNI1000芯片

ZNI1000芯片，它也是一种温度传感器。之所以把它叫做“芯片”，是因为它的封装尺寸外形长得像一个芯片，是一个SOT-23的封装。

ZNI1000芯片封装外形

如果用它来测量温度，在电路上是可以把它当做PTC热敏电阻的，它也是一种电阻类型的，输出的阻值与温度是成“正比例”关系的。

温度越高，阻值越大。工程师就是通过电路检测它的阻值，就能测量出它的温度值。

ZNI1000芯片

OK，ZNI1000芯片虽然是SOT-23封装，有3个引脚，但它的Pin1和Pin2是功能相同的。于是，在电路中，我们就可以把它等效画成一个“电阻”了。

如何用这个ZNI1000芯片来采集温度呢？

因为它的原理是和PTC热敏电阻类似的，所以在硬件电路上，也是和工程师熟悉的PTC热敏电阻测量温度的电路是一样的。

ZNI1000芯片应用电路

只需要接一个上拉电阻1.5K，与ZNI1000芯片的电阻构成一个分压电路，再接上一个104/50V的滤波电容，就OK了。

单片机只需要读取分压电路的电压就能测量出它的温度了。

可能有工程师发出疑问，为什么上拉电阻R1的阻值是1.5K？

这是因为，在温度为0℃~100℃的时候，ZNI1000芯片的阻值是1K~1.6K。为了更好地进行分压，也为了更好地被单片机ADC采集读取到，才选了一个1.5K的上拉电阻。

有了硬件电路，工程师就可以对它进行软件代码的开发了。

软件上，单片机读到ADC采集的电压，就可以通过分压电路计算出ZNI1000芯片的电阻阻值。问题是，知道阻值，如何去计算它测量的温度值呢？

这是代码程序开发的一个关键性问题。

就ZNI1000芯片，它测量的温度与输出的阻值，有一个对应关系，可以表示为

R = R0 * (1 + A*T + B*T*T + C*T*T*T*T+D*T*T*T*T*T*T)

其中R是输出的阻值，R0是ZNI1000芯片在0℃输出的阻值，是一个固定值1K，式子中的ABCD也都是一个固定值。

关系式与R0ABCD的固定值

这样计算是不是有些复杂，而且单片机处理起来这些数据也有些难度。这怎么办呢？软件上有什么其他的办法吗？

可以使用它的阻值---温度曲线

阻值---温度曲线

在这个曲线中，横坐标是测量的温度，纵坐标是ZNI1000芯片输出的阻值。是不是近似地可以把它看成一条直线呢？

在误差允许的范围内，这样做是可以行，能大大减轻软件的开发工作量。如果把它看成一条直线，也就是温度和阻值的关系，是呈线性比例关系的。

这样，是不是就能计算出它测量的温度值呢？哈哈哈哈~~~

当然，除了这个方法，还可以在软件上用查表法来测量温度。通过将每个温度与阻值的对应关系提前存放在EEPROM中或者是Flash中，然后利用单片机的ADC采集读到的电压，计算出它的阻值，再通过查表法，去计算它的温度。

是不是也可以呢？

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