1、什么是NTC？

NTC熱敏電阻是一種負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，它的性性是阻值隨溫度的升高而降低，主要作用是對(duì)溫度的測(cè)量及補(bǔ)償，也用于NTC溫度傳感器的制作，常用的使用范圍在-55℃至200℃之間。

圖1 NTC溫度阻值曲線

2、NTC的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？

以 MF52 系列測(cè)溫型 NTC 熱敏電阻器規(guī)格書為例，來看一看NTC的一些主要參數(shù)

2.1、阻值：

熱敏電阻標(biāo)稱阻值是關(guān)鍵參數(shù)之一，常見阻值范圍從1KΩ至幾百KΩ，具體看使用情況。通常使用25℃的溫度，這可以表示為R25值。對(duì)于更專業(yè)的應(yīng)用，可以使用其他溫度。還要注意，有時(shí)溫度可以用絕對(duì)溫度引用，即°K。

此NTC 25℃情況下的阻值為10KΩ

2.2、阻值容差：

與任何電阻一樣，標(biāo)準(zhǔn)電阻具有容差，被稱為為R25值，或者給出電阻的溫度值。通常可獲得±2％，±3％和±5％的值

2.3、B值（材料常數(shù)）：

B值是溫度系數(shù)熱敏電阻器的材料常數(shù)（熱敏指數(shù)），單位是開爾文溫度（K）。半導(dǎo)體陶瓷經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后通過一系列的加工工序形成具有一定電阻率的NTC熱敏芯片，每種配方和燒結(jié)溫度下只有一個(gè)B值。NTC熱敏電阻的B值與產(chǎn)品電阻溫度系數(shù)正相關(guān)，也就是說B值越大，其電阻溫度系數(shù)也就越大。

NTC熱敏電阻B值公式為：?B=?T1*T2/(T2-T1)*Ln(RT1/RT2)

其中的B：NTC熱敏電阻的B值，由廠家提供；

RT1、RT2：熱敏電阻在溫度分別為T1、T2時(shí)的電阻值；

T1、T2：絕對(duì)溫標(biāo)。

NTC熱敏電阻的B值一般在2000K－6000K之間，根據(jù)不同的應(yīng)用范圍可以選擇不同的B值。一般情況下，作為溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償以及抑制浪涌用的產(chǎn)品，可選用較大的B值。因?yàn)殡S著溫度的變化，B值大的產(chǎn)品其電阻值變化更大，也就是說NTC熱敏電阻B值越大，使用時(shí)更靈敏，響應(yīng)時(shí)間更快。

2.4、時(shí)間常數(shù)：

熱敏電阻時(shí)間常數(shù)對(duì)于需要快速響應(yīng)的任何應(yīng)用都很重要 - 例如在防止過載等情況下。沒有人能立即將溫度從一個(gè)值升高到另一個(gè)值。它遵循漸近曲線。身體越大，溫度升高所需的時(shí)間越長(zhǎng)。因此，器件的時(shí)間常數(shù)對(duì)于某些應(yīng)用來說是重要的熱敏電阻規(guī)范。

2.5、熱時(shí)間常數(shù)：

熱時(shí)間常數(shù)參數(shù)用希臘字母τ來表示，它定義為熱敏電阻變?yōu)槌跏紲囟龋╰1）和瞄準(zhǔn)溫度（t2）之差的63.2％（即1：1 / e）所需的時(shí)間當(dāng)熱敏電阻沒有消耗功率時(shí)，溫度差作為階躍變化施加。出于測(cè)量目的，τ測(cè)量所需的溫度; 即達(dá)到63.2％溫差的阻力時(shí)間為：

2.6、散熱系數(shù)δ：

這是熱敏電阻的一個(gè)重要特征，因?yàn)樗袩崦綦娮瓒夹枰ㄟ^一些電流來運(yùn)行包含它們的電路，才能致熱敏電阻的自發(fā)熱。該熱敏電阻規(guī)范定義了所施加的功率和熱敏電阻自加熱之間的關(guān)系。如果過多的電流通過熱敏電阻，那么它將抵消熱敏電阻的操作。因此，該規(guī)范控制可以通過設(shè)備的電流。耗散因子δ以mW /℃表示。

其中P =功耗以瓦特為單位ΔT=以°C為單位的溫度上升

δ的特定值將對(duì)應(yīng)于將熱敏電阻溫度提高1°C所需的功率水平。耗散因數(shù)取決于許多因素，因此耗散因數(shù)δ的熱敏電阻規(guī)格實(shí)際上僅作為指導(dǎo)而非精確數(shù)字。

2.7、工作溫度范圍：

這是熱敏電阻設(shè)計(jì)運(yùn)行的溫度范圍。材料，結(jié)構(gòu)和其他類似因素限制了設(shè)備可以操作的范圍。因此，為了可靠性和性能，熱敏電阻不應(yīng)在其指定的溫度范圍之外操作。

2.8、最大功耗：

對(duì)于傳感應(yīng)用，功耗保持較低以防止自發(fā)熱，但在某些情況下可能有理由消耗更多功率。如果不導(dǎo)致?lián)p壞，則不應(yīng)超過最大功耗規(guī)范。為了獲得最大的可靠性，器件應(yīng)在其最大功耗范圍內(nèi)運(yùn)行良好 - 通常僅為規(guī)格的50-66％。

基本上這些事主要的參數(shù)，可能還有其他一些參數(shù)

3、溫度阻值對(duì)照表

依然以 MF52 系列測(cè)溫型 NTC 熱敏電阻器規(guī)格書為例，可以看到此款NTC的主要參數(shù)R25、B值等

阻值是有一定誤差的，電阻的精度溫度精度以及溫度對(duì)應(yīng)的阻值都有體現(xiàn)，我們可以根據(jù)這個(gè)表格來編寫代碼，獲取相應(yīng)的溫度

溫度阻值對(duì)照表局部 溫度阻值對(duì)照表局部

4、NTC硬件設(shè)計(jì)及代碼實(shí)現(xiàn)

4.1 硬件設(shè)計(jì)及理論推導(dǎo)

硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，如圖所示：

如何由硬件電路設(shè)計(jì)得到我們想要的溫度呢？

首先我們需要用到ADC采集相關(guān)電壓，根據(jù)電壓計(jì)算得出相應(yīng)的阻值，進(jìn)一步，根據(jù)溫度、阻值對(duì)照表得出溫度：

假設(shè)我們使用的是MCU內(nèi)部ADC，12位分辨率

1、計(jì)算采集點(diǎn)電壓

V_diodetem = Vref*Vtemp/(1<<12)

其中：V_diodetem為采集點(diǎn)電壓Vref為參考電壓，此處為3.3VVtemp為ADC獲取到的寄存器值(1<<12)為12位分辨率，2^12=4096

2、根據(jù)電阻反推RTC有效阻值

根據(jù)分壓計(jì)算：

Vdiodetem/Vref = Rntc/(Rntc+R)

化簡(jiǎn)之后可得：

Rntc = R*Vtemp/((1<<12)-Vtemp)

其中，Rntc為NTC的有效阻值R為串聯(lián)電阻阻值

根據(jù)以上公司就可以計(jì)算得出相應(yīng)的阻值了，再根據(jù)溫度-阻值對(duì)照表就可以反推出溫度值了

4.2 代碼實(shí)現(xiàn)

首先我們需要建立一個(gè)表格，用于存儲(chǔ)我們的阻值，用于查表尋找溫度，表格就設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單一維數(shù)組模式，-40-105度，如下表，我們就構(gòu)建完成了阻值跟溫度的對(duì)應(yīng)，只需要通過ADC獲取阻值，查表獲取溫度即可

#defineNUMBER_NTC_TEMP145

constuint16NTC_MAP[NUMBER_NTC_TEMP]=
{
/*10R*/
19572,18459,17422,16455,15551,14707,13917,13176,12481,11829,//-40~-31
11216,10640,10098,9588,9107,8654,8227,7823,7442,7082,//-30~-21
6742,6420,6116,5828,5556,5298,5053,4821,4601,4393,//-20~-11
4195,4010,3830,3660,3500,3347,3201,3064,2933,2808,//-10~-1
2696,2576,2468,2366,2268,2175,2086,2002,1921,1844,//0~9
1773,1700,1633,1570,1509,1450,1395,1341,1290,1241,//10-19
1195,1150,1107,1067,1027,990,953,918,885,852,//20-29
821,792,764,737,710,685,661,638,616,595,//30-39
575,555,536,518,500,484,468,452,438,423,//40-49
409,396,383,371,359,348,337,326,316,306,//50-59
297,288,279,270,262,254,247,239,232,225,//60-69
219,212,206,200,194,189,183,178,173,170,//70-79
163,159,154,150,146,141,138,134,130,127,//80-89
123,120,117,114,111,108,102,105,102,100,98,//90-99
95,93,90,88,86,84//100-105
}

ADC獲取電阻值：

根據(jù)上面的計(jì)算公式，計(jì)算得出NTC電阻值R，用于下面的根據(jù)阻值獲取溫度

如下代碼通過阻值獲取溫度，要注意我們是從-40度開始的，但是index是從0開始的，所以要記得 -40，獲取到真正的溫度

//通過阻值獲取溫度
uint8Get_Temp_By_Res(uint16R)
{
uint8i=0;

for(i=0;i=NTC_MAP[i])
break;
}
returni;
}

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審核編輯：湯梓紅