matlab已知热敏电阻数据,Matlab在热敏电阻特性测量实验中的应用

第29卷第4期大学物理实验

Vol．29No．42016年8月

PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE

Aug．2016

收稿日期：2016-05-04基金项目：上海市磁共振重点实验室研究项目(20151204)；武汉理工大学教学研究项目(W2014081)

*通讯联系人

文章编号：1007-

2934(2016)04-0078-04Matlab 在热敏电阻特性测量实验中的应用

宋佩君

(武汉理工大学，湖北武汉430070)

摘要：NTC 热敏电阻阻值-温度的关系具有非线性特征，本文应用Matlab GUI 编写热敏电阻阻值-

温度数据处理界面，采用基本指数方程、Steinhart-Hart 方程和Hoge-3方程三种不同的校准方程对实验数据进行拟合，研究了校准方程对NTC 热敏电阻温度测量精度的影响。结果表明，Hoge-3方程在本文所选取的温度范围内相对于其它两种校准方程具有更精确的拟合能力。关

键

词：Matlab ；热敏电阻；数据处理

中图分类号：O 4-

39文献标志码：A

DOI ：10．14139/j．cnki．cn22－1228．2016．004．025

热敏电阻是电阻值随温度变化的电阻器。

阻值随温度升高而降低的是负温度系数(NTC )热敏电阻，其通常以锰、铜、硅、钴等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺烧结而成。NTC 热敏电阻

具有小型化、

电阻-温度特性波动小、对温度变化响应快的特点，广泛应用于温度检测电路、温度补偿电路以及防涌流电路等。NTC 热敏电阻阻值

与温度的关系是非线性的，

需要采用校准方程进行拟合。应用Matlab GUI 编写热敏电阻阻值-温度数据处理界面，应用基本指数方程、Steinhart-Hart 方程和Hoge-3方程三种不同的校准方程对实验数据进行拟合，

采用最小二乘法进行程序设计，并讨论了不同校准方程的合精度问题

［1-3］。1Matlab GUI 设计

NTC 热敏电阻阻值-温度特性测量装置如图

1所示。

把热敏电阻和温度计置于盛有硅油的玻璃试管中，试管位于盛有水的可控恒温槽中。用万用表测得热敏电阻的阻值，选用合适档位避免电流热效应引起的测量误差。本文在进行阻值-温度

特性的数据拟合时，应用了三种不同形式的校准方程如下：

(1)NTC 热敏电阻的校准方程的传统理论方

程：两个参数的基本指数方程，

R =R 25

e Bn 1298－1

()T ，其中R 25是标称阻值，

B n 是材料常数。(2)三参数的Steinhart-Hart 校准方程：1/T =

A 0+A 1ln R T +A 3(ln R T )3

，A 0、A 1和A 3为3个热敏电阻的待求参数

。

图1热敏电阻阻值-温度特性测量装置图

(3)五参数的Hoge-3方程：

1/T =A 0+A 1ln R T +A 2(ln R T )2+A 3(ln R T )3+A 4(ln R T )4，式中：A 0、A 1、A 2、A 3和A 4为5个热敏电阻的待求参数。

MATLAB 在提供强大科学计算功能的同时，也提供了面向对象的图像用户界面(GUI )，利用MATLAB 提供的GUI 设计工作编写程序，可设计出便利的菜单化和控件式的人机交互界面，将数据、设计或计算结果用交互式图形表示。本文设

计的GUI 界面如图2所示

，“温度”及“电阻”的文本框用以输入测量得到的NTC 热敏电阻温度及阻值数据，通过编程和设置各控件的属性后点击“普通指数方程”、“Steinhart-Hart ”或“Hoge-3”按