非线性问题及输电红外监测

热敏电阻通常为一款高阻抗、电阻性器件，热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。如何利用线性 ADC 以数字形式捕获热敏电阻的非线性行为。

“热敏电阻”一词源于对“热度敏感的电阻”这一描述的概括。热敏电阻包括两种基本的类型，分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。要确定热敏电阻周围的温度，您可以借助Steinhart-Hart公式：T=1/（A0+A1（lnRT）+A3（lnRT3））来实现。其中，T为开氏温度；RT为热敏电阻在温度T时的阻值；而 A0、A1和A3则是由热敏电阻生产厂商提供的常数。

热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变，而这种改变是非线性的，Steinhart-Hart公式表明了这一点。在进行温度测量时，需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流，以创建一个等效电压，该等效电压具有非线性的响应。您可以使用配备在微控制器上的参照表，尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。即使您可以在微控制器固件上运行此类算法，但您还是需要一个高精度转换器用于在出现极端值温度时进行数据捕获。

另一种方法是，您可以在数字化之前使用“硬件线性化”技术和一个较低精度的 ADC。（Figure 1）其中一种技术是将一个电阻RSER与热敏电阻RTHERM以及参考电压或电源进行串联（见图1）。将 PGA（可编程增益放大器）设置为1V/V，但在这样的电路中，一个10位精度的ADC只能感应很有限的温度范围（大约±25°C）。

红外热像技术在输电线路温度监测中，可以通过红外图像进行有效反映。安装在输电线路现场的前端采集终端利用高精度数字式温度传感器对环境温度参数值进行采集；利用高精度红外热像仪对准需要进行温度监测的电气设备。前端系统定时地采集到各种电气设备有关温度分布的热像图后，将数据传送给电路系统，电路系统经过分析处理后将热像图进行压缩和打包处理，然后通过GPRS无线网络的方式发送到监控中心的计算机数据服务器上。

数据服务器安装相应的应用软件程序进行数据的自动处理，主要完成热像图的接收与解压还原，之后以图像和图形的形式将各种电气设备的温度分布情况直观的显示在客户端，不同温度以不同颜色显示。系统结合数据软件系统和各种修正理论模型分析各种电气设备存在的热缺陷和故障状态，及时给出诊断信息，有效预防输电线路高温热故障的发生。系统集成了环境温度在线监测和输电线路温度分布的在线红外热像监测等，并借助现有强大的GPRS无线通信网络进行实时数据传输，实现了对输电线路温度状态的监测。

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