NTC热敏电阻检测温度

1、NTC热敏电阻、PTC热敏电阻

下图是NTC热敏电阻和PTC热敏电阻随温度变化，电阻值的变化曲线，可以看到：

NTC随温度变化阻值的变化比较明显，对温度变化比较灵敏。

但是，NTC阻值随温度变化并不是线性的，PTC的变化则比较线性；

但是，如果要测量高温，由于NTC的高温下阻值趋近于0，所以无法使用；

2、如何描述NTC温度变化曲线

有这么一种材料，TA随着温度的变化，阻值也变化，起名为NTC热敏电阻，上图是实际测出来的曲线，肯定不能要求人家的阻值按照公式来变化，而是我们去寻找一个符合此曲线的函数表达式，不要本末倒置了。

2.1、常用函数

下图是来自于NTC热敏电阻的数据手册：

根据公式，我们知道在T0温度下的电阻值R0、B值，就可以计算出在T温度下的电阻值R。

需要注意以下几点：

温度的单位不是摄氏度，而是开尔文温度，这两者之间的转换也十分简单，开尔文温度=摄氏度+273.15；
B值来源于厂家，手册会给，B值越大NTC越灵敏；
公式是有适用的温度范围的，并且同一个NTC热敏电阻在不同的温度下也有不同的B值以提高计算精度；

2.2、计算不同温度下阻值的代码

根据上面公式写的代码，可以直接输出不同温度对应电阻值的数组，注意我这里的B值是以3380为例：

#include <math.h>#define C_TO_K        273.15      //摄氏度转换为开尔文温度 #define T0            25          //25摄氏度
#define NTC_R0      10000       //25摄氏度，NTC=10K #define NTC_B       3380        //NTC的B值 #define T_MIN      25          //要计算的最低温度
#define T_MAX       60          //要计算的最高温度 double cal_ntc_resistor(u8 t)
{int k = t+C_TO_K;double res = NTC_R0*exp(NTC_B*((1.0/k)-(1.0/(T0+C_TO_K))));return res;
}int main()
{//生成NTC热敏电阻不同温度对应的电阻值数组    printf("static u16 ntc_resistor[]={\n");for(int t=T_MIN;t<=T_MAX;t++){double res = cal_ntc_resistor(t);printf("%.0f,    //t=%d\n",res,t);         }printf("};\n");
}

运行结果如下，连注释都输出了哈哈，突然想着搞一个小工具，输入参数、温度值输出电阻值，再加上可以生成数组，反推计算B值，最好还能给出ADC的位数，然后把不同温度对应的ADC的值输出，再直接根据采集到的ADC值输出温度......

2.3、ADC采集值对应的NTC温度代码

说明：根据ADC是在靠近GND或者靠近电源的不同，ADC的采集值是不同的，还有我使用的ADC是12位的，以下代码的电路图是这样：

在上面的基础上修改的，有部分重复，不过便于理解就这样吧。

#include <math.h>#define C_TO_K        273.15      //摄氏度转换为开尔文温度
#define T0          25          //25摄氏度
#define NTC_R0      10000       //25摄氏度，NTC=10K
#define NTC_B       3380        //NTC的B值
#define T_MIN       25          //要计算的最低温度
#define T_MAX       60          //要计算的最高温度 #define R1           10000       //用于和NTC分压的电阻
#define ADC_MAX     4095        //ADC位数：12double cal_ntc_resistor(u8 t)
{int k = t+C_TO_K;double res = NTC_R0*exp(NTC_B*((1.0/k)-(1.0/(T0+C_TO_K))));return res;
}int main()
{//生成NTC热敏电阻不同温度对应的电阻值  printf("static u16 ntc_resistor[]={\n");for(int t=T_MIN;t<=T_MAX;t++){double res = cal_ntc_resistor(t);printf("%.0f,    //t=%d\n",res,t);         }printf("};\n");//生成NTC热敏电阻不同温度对应的ADC采集值 printf("static u16 ntc_adc[]={\n");for(int t=T_MIN;t<=T_MAX;t++){double res = (ADC_MAX*R1*1.0)/(cal_ntc_resistor(t)+R1);     printf("%.0f,  //t=%d\n",res,t);         }printf("};");
}

运行结果如下，温度25℃时采集到的ADC值为2042，......，温度30℃时采集到的ADC值为2233，所以只剩最后一步，看你采集到的ADC值与哪一个数据最靠近，那么你要测的温度也就知道了；

2.4、输入ADC采集值，返回温度的函数

#define TEMPERATURE_NUM      36        //检测温度范围的个数：60-25+1=36static u16 ntc_adc[TEMPERATURE_NUM]={2042,   //t=252080,   //t=262119,   //t=272157,   //t=282195,   //t=292233,   //t=302270,   //t=312307,   //t=322343,   //t=332379,   //t=342415,   //t=352450,   //t=362484,   //t=372518,   //t=382552,   //t=392585,   //t=402618,   //t=412650,   //t=422682,   //t=432713,   //t=442743,   //t=452773,   //t=462803,   //t=472832,   //t=482860,   //t=492888,   //t=502915,   //t=512942,   //t=522968,   //t=532994,   //t=543019,   //t=553044,   //t=563068,   //t=573091,   //t=583115,   //t=593137,   //t=60
};//获取温度，小于25℃返回25℃，大于60℃返回60℃
u8 get_ntc_temperature(u16 adc)
{u8 i;//不在检测的温度范围if(adc<ntc_adc[0])return T_MIN;if(adc>ntc_adc[TEMPERATURE_NUM-1])return T_MAX;//温度范围：25℃~60℃for(i=0;i<TEMPERATURE_NUM-1;i++){       if((adc>=ntc_adc[i])&&(adc<=ntc_adc[i+1])){if((adc-ntc_adc[i])<=(ntc_adc[i+1]-adc))return i+25;elsereturn i+1+25;}}
}

还有一个更贴近实测NTC曲线的函数表达式，叫哈坦斯特方程，1/T=A+B*ln(R)+C*(ln(R))^3，唔，没用的知识又增多了~