在工业控制和测量领域,热电阻是常用的温度传感元件。热电阻是一种电阻器,其电阻值随温度的变化而变化。通过测量热电阻的电阻值,我们可以推算出被测介质的温度。然而,在实际应用中,热电阻测温需要将其与放大器配合使用,才能获得较大的输出信号。模拟开关是一种电子开关,可以控制信号的通路,在热电阻测温中,模拟开关可以用来切换热电阻的供电回路,从而实现多路热电阻轮流测温。
## 热电阻测温原理热电阻是一种温度敏感电阻器,其电阻值与温度呈一定的函数关系。通常,热电阻的电阻值随温度升高而增加。热电阻的阻值-温度特性可以用以下公式表示:
$R_t = R_0(1+\alpha(t-t_0))$
其中:
$R_t$ 为热电阻在温度 t 下的电阻值 $R_0$ 为热电阻在参考温度 $t_0$ 下的电阻值 $\alpha$ 为热电阻的温度系数对于铂热电阻,其温度系数 $\alpha$ 约为 0.00385 1/℃。这意味着当温度每升高 1 ℃,铂热电阻的电阻值就会增加 0.385%。
## 模拟开关在热电阻测温中的应用在多路热电阻测温中,模拟开关可以用来切换热电阻的供电回路。当模拟开关导通时,热电阻连接到电压源,开始工作;当模拟开关断开时,热电阻与电压源断开,停止工作。通过控制模拟开关的开关闭合,我们可以实现多路热电阻轮流测温。
图 1 给出了热电阻测温中使用模拟开关的典型电路。
图 1 热电阻测温中使用模拟开关的典型电路
在图 1 中,模拟开关 S1 控制热电阻 R1 的供电,模拟开关 S2 控制热电阻 R2 的供电。当 S1 导通,S2 断开时,热电阻 R1 开始工作,其输出电压 U1 被放大器 A1 放大后输出。当 S2 导通,S1 断开时,热电阻 R2 开始工作,其输出电压 U2 被放大器 A2 放大后输出。通过控制模拟开关 S1 和 S2 的开关闭合,我们可以实现热电阻 R1 和 R2 轮流测温。
## 模拟开关的选择在热电阻测温中选择模拟开关时,需要考虑以下几个因素:
通断比:通断比是指模拟开关导通状态和断开状态的电阻比。通断比越高,表示模拟开关的隔离性能越好。 导通电阻:导通电阻是指模拟开关导通状态的电阻值。导通电阻越小,表示模拟开关对信号的衰减越小。 关断电流:关断电流是指模拟开关断开状态时流过的电流。关断电流越小,表示模拟开关的泄漏电流越小。 切换时间:切换时间是指模拟开关从导通状态切换到断开状态或从断开状态切换到导通状态所需的时间。切换时间越短,表示模拟开关的响应速度越快。除了上述因素外,在选择模拟开关时还应考虑开关的封装形式、电源电压和工作温度范围等因素。
## 结语模拟开关在热电阻测温中有着*的应用,它可以实现多路热电阻轮流测温,简化了电路设计,提高了测温精度。在选择模拟开关时,需要综合考虑开关的通断比、导通电阻、关断电流、切换时间、封装形式、电源电压和工作温度范围等因素。