NTC熱敏電阻的測溫原理以及電路設計和程序設計

近日一位朋友在后臺發(fā)消息說，剛畢業(yè)入職一家小家電公司，正參與設計電磁爐控制電路，其中需要用到測溫元器件，想了解所用的溫度傳感器有沒有正負極、測溫原理等內(nèi)容。以前正好做過這一塊內(nèi)容，和大家學習一下。 電磁爐測溫用的溫度傳感器其實是一個負溫度系數(shù)的熱敏電阻NTC，不僅如此，NTC在家電產(chǎn)品的測溫中應用廣泛，例如熱水壺、咖啡機、消毒柜等用的都是NTC測溫。既然NTC是一顆電阻，那么就不存在正負極的問題。

NTC熱敏電阻測溫的工作原理

所謂熱敏電阻，就是指對溫度比較敏感的電阻，隨著溫度的變化NTC的電阻值也會隨之變化，環(huán)境溫度和電阻值之間存在一定的關系曲線，通過測量阻值的變化情況就可以確定當前的溫度值。這就是NTC測溫的工作原理，其阻值和溫度之間的關系曲線如下圖所示。

NTC測溫電路

在低成本的測溫應用中，NTC一般和一個精密的定值電阻串聯(lián)通過采集電阻兩端的電壓變化來確定環(huán)境溫度。常用的測溫電路如下圖所示。

如上圖的左側(cè)電路。NTC和定值電阻R串聯(lián)，當環(huán)境溫度發(fā)生變化后，NTC的電阻值發(fā)生變化，導致NTC兩端的電壓發(fā)生變化，單片機通過采集NTC兩端的電壓就可以反推出當前的溫度值。這是一種低成本常用的測溫電路。推薦杜洋老師《愛上單片機》手把手動手學習單片機：NTC測溫程序設計NTC的電阻值和溫度是呈現(xiàn)一定的比例關系的，該比例關系和B值相關，各個廠家的Datasheet都會寫明該公式，公式如下： NTC阻值和溫度公式：Rt = Rn *EXP(B*(1/T-1/Tn)) 對上面的公式解釋如下：
1. Rt是熱敏電阻的當前阻值；
2. R是熱敏電阻在Tn常溫下的標稱阻值；
3. B值是熱敏電阻的溫度系數(shù)；
4. EXP是e的n次方；
5. 這里T和Tn指的是K度即開爾文溫度，K度=273.15(絕對溫度)+攝氏度；
6. T為當前溫度;Tn為常溫25℃; 比如 B值為3950的10K阻值的NTC，10Ｋ就是25℃時的阻值，B值為3950。通過以上公示就可以確立阻值和溫度的關系。

部分程序代碼如下：

#defineB3950.0 //溫度系數(shù)#defineTN298.15 //額定溫度(絕對溫度加常溫:273.15+25)#defineRN10 //額定阻值(絕對溫度時的電阻值10k)#define BaseVol 5.04 //ADC基準電壓float Get_Tempture(u16 adc){ float RV,RT,Tmp; RV=BaseVol/1024.0*(float)adc;//ADC為10位ADC,求出NTC電壓:RV=ADCValu/1024*BaseVoltag RT=RV*10/(BaseVol-RV);//求出當前溫度阻值 (BaseVoltage-RV)/R16=RV/RT;Tmp=1/(1/TN+(log(RT/RN)/B))-273.15;//RT=RNexp*B(1/T-1/TN) return Tmp;}

PT100測溫原理

這里專指電阻測溫，除了NTC之外，還有PT100正溫度系數(shù)的熱敏電阻、熱電偶等。PT100相比較于NTC，更為精準主要用在工業(yè)產(chǎn)品的測溫中，一般通過惠斯通電橋來檢測電壓的變化進而反推出溫度值。如下圖就是惠斯通電橋電路。

責任編輯：xj

原文標題：NTC熱敏電阻測溫原理，電路設計以及程序設計

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