PTC动作时间测量仪

　　一、概述

　　PTC(Positive Temperature Coefficient)器件是一种基于晶界势垒效应的正温度系数热敏电阻。它在家用电器和工业电气设备中已得到广泛的应用。近年来在通信设备中的应用又得到迅速发展。根据邮电部发布的通信行业标准YD/T 741一95“通信设备过电流保护用正温度系数(PTC)热敏电阻器技术条件”的规定，各种陶瓷型PTC热敏电阻器的动作时间应符合表1要求。PTC动作时间的定义为:动作电流通过PTC热敏电阻器时，电流由初始值降到下限值所经历的时间。即当动作电流通过PTC器件时PTC器件的温度很快升高，其阻值迅速变大，通过PTC的电流随之变小，小到规定下限值所经历的时间。本文介绍PTC动作时间测量仪的原理及构成。

　　二、硬件电路

　　图1为电路原理图。图中PTC主回路由负载电阻R_L、待测PTC，取样电阻Rs组成，由继电器J1的触点控制测试电压UT的通断。U_T一般为220伏，初始电流由下式确定:

调整RL的大小即可得到所要求的初始电流。再通过测量取样电阻R5两端的电压求出PTC的电流i(t)值。由于PTC器件具有很大的非线性，施加正弦波电压后其电流是非正弦的。因而Rs两端的取样电压也是非正弦的。对其有效值的准确测量不能采用一般方法。仪器采用了AD536，该芯片能完成真有效值—直流转换。它能计算任何复杂输入波形的真有效值，并转换成直流信号输出。AD536有几种电路连接方式，图1采用的是单电源连接方式，它适用于交流信号的测量。IC2TLC0831是8位串行控制逐次逼近模数转换器。作为单端输入IN一接地，信号接到IN+o

　　它也可以接成差分输入的型式。CS为片选使能端，在整个转换过程中必须为低电平。CI_K为时钟输入端，下降沿有效。DO为串行数据输出端，最高位(MSB )在先，经过8个时钟完成8位数据的转换。IC3为内部带2K字节可重复编程闪速存储器的单片机。P1.1驱动继电器J1,PL.S~P1.7分别接TLC0831的CLK,DO,CS端;P1.2一P1.4接IC4的DI, SCK, EN端;P3.3-- P3.5接开关S1用以选择下限电流1,一l;,P3.7接启动开关S2用以启动测试。调试中要注意，

　　由于TI_C0831的CS端在片内要驱动7个输入端，所以CS端负载较重。若驱动不足，在CS端前再加一级驱动器即可。IC4MC14499为串行输入BCD码—十进制译码驱动器，用于显示测量结果。

　　三、软件说明

　　图2为程序流程方框图。框图中读I值即为读电流下限值。下限值共有3档=0.1A。其中I:用于高分子型PTC器件的测量。延时框的时间为继电器吸合所需的时间(约为SOms)，扣除该时间后才开始计时。计时用定时器T₀、方式1完成，计时时基单位为lOms。现仅将串行A/D转换器TLC0831部分的程序介绍如下: