NTC熱敏電阻測(cè)溫原理，電路設(shè)計(jì)以及程序設(shè)計(jì)

時(shí)間：2020-11-25 20:12:06

關(guān)鍵字：測(cè)溫熱敏電阻

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[導(dǎo)讀]近日一位朋友在后臺(tái)發(fā)消息說，剛畢業(yè)入職一家小家電公司，正參與設(shè)計(jì)電磁爐控制電路，其中需要用到測(cè)溫元器件，想了解所用的溫度傳感器有沒有正負(fù)極、測(cè)溫原理等內(nèi)容。以前正好做過這一塊內(nèi)容，和大家學(xué)習(xí)一下。

近日一位朋友在后臺(tái)發(fā)消息說，剛畢業(yè)入職一家小家電公司，正參與設(shè)計(jì)電磁爐控制電路，其中需要用到測(cè)溫元器件，想了解所用的溫度傳感器有沒有正負(fù)極、測(cè)溫原理等內(nèi)容。以前正好做過這一塊內(nèi)容，和大家學(xué)習(xí)一下。

電磁爐測(cè)溫用的溫度傳感器其實(shí)是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻NTC，不僅如此，NTC在家電產(chǎn)品的測(cè)溫中應(yīng)用廣泛，例如熱水壺、咖啡機(jī)、消毒柜等用的都是NTC測(cè)溫。既然NTC是一顆電阻，那么就不存在正負(fù)極的問題。

NTC熱敏電阻測(cè)溫的工作原理

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

NTC測(cè)溫電路

在低成本的測(cè)溫應(yīng)用中，NTC一般和一個(gè)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(cè)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(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化后，NTC的電阻值發(fā)生變化，導(dǎo)致NTC兩端的電壓發(fā)生變化，單片機(jī)通過采集NTC兩端的電壓就可以反推出當(dāng)前的溫度值。這是一種低成本常用的測(cè)溫電路。

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NTC測(cè)溫程序設(shè)計(jì)

NTC的電阻值和溫度是呈現(xiàn)一定的比例關(guān)系的，該比例關(guān)系和B值相關(guān)，各個(gè)廠家的Datasheet都會(huì)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(duì)上面的公式解釋如下：

1. ????? Rt是熱敏電阻的當(dāng)前阻值；

2. ????? R是熱敏電阻在Tn常溫下的標(biāo)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(duì)溫度)+攝氏度；

6.?????? T為當(dāng)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(shí)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(guān)系。

部分程序代碼如下：

#define?B?3950.0 //溫度系數(shù)#define?TN?298.15 //額定溫度(絕對(duì)溫度加常溫:273.15+25)#define?RN?10 //?額定阻值(絕對(duì)溫度時(shí)的電阻值10k)#define BaseVol 5.04 //ADC基準(zhǔn)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(dāng)前溫度阻值 (BaseVoltage-RV)/R16=RV/RT;??Tmp=1/(1/TN+(log(RT/RN)/B))-273.15;?//RT?=?RN?exp*B(1/T-1/TN) return Tmp;}

PT100測(cè)溫原理

這里專指電阻測(cè)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(zhǔn)主要用在工業(yè)產(chǎn)品的測(cè)溫中，一般通過惠斯通電橋來檢測(cè)電壓的變化進(jìn)而反推出溫度值。如下圖就是惠斯通電橋電路。

-END-

來源 | 玩轉(zhuǎn)嵌入式

作者 |?劉小舒

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