②采用ntc热敏电阻

因缓变型ptc热敏电阻市售较少，而且补偿过程中温度系数也难于匹配，多数情况应采用ntc热敏电阻。
若采用ntc热敏电阻进行补偿时，也可采用图6所示电路，但要把r1与rt互换位置。
当采用ntc型热敏电阻时，为了便于热敏电阻的补偿匹配，可利用运算放大器，实际补偿电路如图7所示。

在图7中，rt为ntc热敏电阻，a为由单电源vcc供电的反相输入运放构成的比例放大器，通过该运放的反相作用，使lm317的输出电压eo适合工作z-元件工作电压e的补偿极性要求。例如，温度升高时，eo下降，e增加；反之温度降低时，eo增加，e减少。该补偿电路的另一优点是，可通过运放比例系数的附加调整便于ntc热敏的补偿匹配。

(3)差动补偿

①并联差动补偿

运放的第一级几乎没有例外均采用差动电路，并利用差动电路的对称性和元器件特性的一致性来补偿温度漂移。z-元件也可采用这种 方法 ，补偿电路如图8所示。其中，图8(a)为正向 应用 ，图8(b)为反向应用，图8(c)为实际补偿电路。其中z为工作z-元件，zc为补偿z-元件，rl与rc为相应的负载电阻。

补偿原理：对差动对称电路，当左右两侧工作z-元件z与补偿z-元件zc的静态伏安特性与动态温度系数完全一致，以及电阻rc与r阻值及其温度系数也完全一致时，采用浮动输出，因始终保持vo=voc，当环境温度改变时，也不会产生温漂，而工作z-元件有其它外部激励作用(如光、磁、力等)时，则可产生有效输出。wWW.11665.cOM

理论 上，若左右元器件完全对称，在标准温度ts时，浮动输出dvo=vo-voc=0，当温度升高到工作温度t时，因左右两支路电流同步增加，dvo=vo-voc=0仍然成立。实际上，左右两支路元器件不可能完全对称，特别是z-元件有一定的离散性，使dvo不可能完全为0。因而，除按补偿精度要求，对z-元件的一致性进行严格筛选外，在电路上应采用辅助调整措施，如图8(c)中利用电位器rw。

②串联差动补偿

并联对称补偿的缺点是浮动输出，为变成单端输出还需要一个双端输入到单端输出的转换电路。采用串联对称补偿可克服这一缺点。

串联对称补偿的原理电路如图9所示。其中图9 (a)为正向 应用 ，图9 (b)为反向应用，图9 (c)和(d)为实用化补偿电路。

补偿原理：该补偿电路为“上下对称”结构，元器件的一致性要求与并联对称补偿的要求相同。在标准温度ts时，工作电流流过上下分压支路，使输出电压vo=e/2。温度升高到工作温度t时，工作电流虽然增加，但输出电压vo仍为e/2，不产生温度漂移。而工作z-元件当有其它外部激励作用时，可产生有效输出。

该补偿电路的缺点是静态输出电压不为零，为使静态输出电压为零，需附加电平位移电路。

三、开关量输出的温度补偿

开关量输出电路示于图10，(a)为电阻接地，(b)为z-元件接地。开关量输出的温度补偿与模拟量输出的温度补偿相比，两者的补偿目的不同。后者是模拟信号，当温度改变时，引起静态工作点偏移，通过补偿调整静态工作点，使输出电压恢复稳定。前者是数字信号，数字信号的温度稳定性及其补偿技术是一个新 问题 。在 研究 开关量输出补偿原理与补偿 方法 之前，必须先引入有效跳变与跳变误差的新概念。

1．有效跳变与跳变误差

温、光、磁、力四种z-元件均可相应构成温控、光控、磁控、力控开关，提供开关量输出，用于对物理参数的监控与报警。其中，除温控开关外，对这些控制开关的基本要求是应具有温度稳定性。也就是说，在光、磁或力等外部激励作用下，并达到设定值时，应准确地产生输出跳变，称为有效跳变。而不应受环境温度 影响 产生跳变误差。由于开关量输出是数字信号，其跳变误差也必然是两种极端的情况，为研究方便分别定义为超前跳变误差和滞后跳变误差。实际上，由于z-元件的vth值是温度的函数，当环境温度改变时，因受vth变化的影响，超前与滞后两种跳变误差都有可能发生。

若环境温度升高，使vth下降，当满足状态转换条件vz3vth时，外部激励虽未达到设定值，可能产生“不该跳也跳”的超前跳变误差；反之，若环境温度降低，使vth增加，这时外部激励虽已达到设定值，但由于不能满足状态转换条件vz3vth，则可能产生“该跳不跳”的滞后跳变误差。

为克服这两种跳变误差，在电路设计时必须考虑温度补偿技术。因此，对光、磁、力敏z-元件构成控制开关的设计原则是：在外部激励作用下，必须能够满足状态转换条vz≥vth，而产生有效跳变；而当环境温度变化时，则不应满足转换条件vz≥vth，不致产生跳变误差。前者通过合理地选择静态工作点来达到，后者则应采用温度补偿技术加以保证。

2．温度补偿原理

上面已经 分析 过，因为z-元件的vth、ith对温度有一定的灵敏度，所以z-元件的开关量(光、磁和力敏)输出会产生超前跳变和滞后跳变误差。

使用者在设计电路时，是依据有效激励(光、磁和力等)的大小来确定静态工作点qs，这时z-元件两端的电压为vzs，并具有下述关系：

vth -vzs=dv (1)

当t(℃)升高时，因vth减小，dv就减小。当减小到dv=0时，即vzs =vth时，就产生了超前跳变误差；同理，当t(℃)下降时，因vth增大，dv就增大，以至于大到有效激励作用时，也不产生跳变，这就产生了滞后跳变误差。当我们选定负载电阻rl值和电源电压es后，静态工作点qs就确定了。因此，z-元件开关电路设计的着眼点应在于dv 的取值。既要保证z-元件在有效激励时，能产生有效跳变；而通过温度补偿又能保证dv的初始设计值不随温度变化，即可消除超前跳变误差和滞后跳变误差。