导言
热敏电阻作为一种常用的温度传感器广泛使用于消费电子、工业操控、通讯、航空等范畴。在热敏电阻的出产进程中，电阻的功用测验和标定环节十分要害。本文规划了一种可以完结对热敏电阻功用进行主动测验和剖析的仪器——热敏电阻测验仪，它可以一起对十五个热敏电阻进行功用测验，在测验进程中，用户可以经过上位机界面来操控测验中的温度规模及温度距离。得到丈量数据后，用户可以经过Excel表格程序制作各个电阻的热温曲线，然后可以很简略识别出次品电阻。该仪器缩短了对热敏电阻进行检测的均匀时刻，进步了厂家的出产功率。
丈量的基本原理
对热敏电阻进行测验需求将其放入恒温箱中进行，本测验仪也需求对恒温箱中的温度进行测定，才干依据不同的温度测定热敏电阻的阻值。在恒温箱温度丈量进程中，选用铂电阻PT1000作为传感器，将温度转化为电压进行模数转化。模数转化进程首要运用24位低噪声可编程模数转化器，它内部选用Σ-Δ转化技能，A/D收集的数据有用位数可达14位左右，然后使得对温度的分辩精度达0.05度。在这种状况下，热敏电阻测验进程中的温度距离比较小，为热敏电阻的精细丈量奠定了杰出的根底，一起也进一步拓宽了本仪器的运用规模。
恒温箱温度的收集
在热敏电阻的丈量进程中，准确收集恒温箱的温度至关重要。对热敏电阻进行准确丈量的前提条件是可以高精度、高分辩率地检测温度值。对恒温箱温度的收集由图1所示的电路原理图完结。
在电路傍边，电压源的电压由AD公司出产的精细电压源AD780供给，其输出电压为2.5V±1mV，温度系数为5ppm。精细电压源的引进为准确的丈量温度供给了杰出的根底。温度传感器选用铂电阻PT1000，它在0~100℃规模内线性度好，灵敏度较高，温度系数为0.4%，适于外表或狭缝测温运用。电阻R0选用阻值为1.5kΩ±0.05%的高精度电阻，其温度系数达5ppm。铂电阻PT1000在温度为―50℃~100℃之间线性度较好。因而，该测验仪的测温规模在―50℃~100℃之间。
热敏电阻阻值的丈量
丈量热敏电阻阻值的电路原理与丈量恒温箱温度的原理类似，如图2所示。图中，电压源是由LM317组成的可调电压源，巨细为3.8V，R1至R19为2kΩ的高精细电阻器，温度系数(TCR)为15PPM。下部电阻RX1至RX19为待测的热敏电阻。两电阻的连结点AIN1到AIN19的电压被送往AD7731的电压输入端。当下部的热敏电阻阻值随温度发生改变时，AINX点的电压也随之改动，经过它可以测得阻值的改变状况。
下位机部分
硬件部分
热敏电阻测验仪的硬件部分包含六个功用模块，硬件框图如图3。各模块功用简述如下：
·电源电路：供给模仿+5V电源、数字+5V电源及+8V电源
·电压源电路：为AD7731供给+2.5V高精度参阅电压，为数据收集电路供给+5V电压源。
·数据收集电路：将电阻值转化为相应的电压，传送到AD7731的数据收集引脚进行模数转化。实践的数据收集电路如图4所示。
图中，左边部分为电阻值数据收集电路，它和中心的维护电路一起将热敏电阻阻值转化为电压。右侧是对恒温箱温度进行丈量的电路，它将2.5V电压经过铂电阻PT1000和一个阻值为1.5kΩ的高精度电阻进行分压后送入AD输入端。
·模数转化电路：由四片AD7731芯片组成，对20路模仿输入进行收集，收集效果送入单片机。AD7731是美国ADI公司开发的具有低噪声、高经过率等特性的∑－Δ模数转化器。它可直接接纳来自传感器的输入信号，适合于丈量具有广泛动态规模的低频信号，可广泛使用于应变丈量、温度丈量、压力丈量及工业进程操控等范畴。在测验仪中AD7731芯片的首要使命是收集数据，并将数据传送给单片机。具体的衔接方法如图5。
模仿输入和参阅输入都是差模信号，加到模仿调制器上的电压是共模电压，而AD7731较好的共模按捺比能有用去除输入端的共模噪声。数字滤波器可有用去除电路板上供电电压的噪声。因而，AD7731芯片比传统的高精度转化器具有更强的抗干扰才能。可是，因为AD7731的分辩率十分高，因而在规划PCB电路板时，要十分注意屏蔽层规划和元件布局的方位联系。
·P%&&&&&%单片机及串口通讯模块：操控AD7731芯片完结数据收集，并将接纳到的数据经过RS232串行口发送到上位机。电路中有关单片机和串口通讯的电路如图6所示。
图中，MAX232芯片担任完结TTL电平到RS232电平的转化，以便单片机和PC机之间可以正常通讯。在本测验仪中，RS232串行口的通讯速率选用9600bps，8位数据位，1位中止位，无奇偶校验。
软件部分
热敏电阻测验仪下位机软件首要完结两项使命：
·经过SPI总线操控AD7731芯片进行数据收集，并将收集到的数据读入本机内部。
·正确装备串口通讯模块，按协议规则的速率将数据发送到上位机。
具体操作流程如图7所示。其间，SPI和USART都归于单片机内部模块，只需对模块的相关寄存器进行设定即可，而关于AD7731芯片的操控则需求经过SPI模块直接进行。
上位机部分
微软公司出品的Visual Studio 6.0是常用的编程东西，热敏电阻测验仪的上位机软件用该东西编写。上位机程序的首要功用是接纳从下位机经过RS232发送来的A/D转化数据，对其进行处理，并将处理完结后的效果填写到Excel表格中，供用户进行处理。在数据处理进程中选用了KALMAN数字滤波器，进一步进步了温度的丈量精度。体系经过OLE主动化技能将数据填写到Excel作业表中，假如用户对数据有进一步要求，可自行对数据进行处理。程序可满意不同用户的需求。
测验仪的上位机界面简明，用户操作简略。其主界面如图8所示。
在主界面的上部有四个按钮控件分别为：开端、中止、设置和协助。
开端按钮：按下后，可发动对微软通讯控件发生的OnComm音讯的处理程序，发动Excel模板文件mytest.xlt，以供显现数据运用。
中止按钮：中止对OnComm音讯的处理程序，改写下部状态栏的显现数据。
设置按钮：完结对温度的校准、丈量规模丈量距离的设置、测验仪内部参数的设置。在对内部参数进行设置时，要先输入暗码，以避免对校准数据进行误操作。
在参数设置界面中可以对温度、丈量规模、内部参数进行设定。之后数据被写入文件，再次发动程序时所设定的参数会被主动读入。
协助按钮：发动协助文件。在协助文件中对软件的操作进行具体阐明。包含硬件的衔接、操作规程等。
结语
跟着传感器技能的不断进步，热敏电阻的理论研究和使用开发已取得了有目共睹的效果。作为出产进程的最终一个环节的热敏电阻测验，进步其检测功率，必然会缩短产品出产时刻，并下降出产成本，使热敏电阻的使用愈加广泛。
