NTC 热敏电阻温度检测
本文将讲解如何使用温控热敏电阻NTC原件使用单片机的ADC去测量温度
前言
NTC热敏电阻（Negative Temperature Coefficient Thermistor）是一种特殊类型的电阻器，其电阻值随温度的变化而变化。具体来说，当温度升高时，NTC热敏电阻的电阻值会下降；反之，当温度降低时，电阻值会上升。这种负温度系数（NTC）特性使得NTC热敏电阻在测量温度、温度补偿以及温度控制等应用中非常有用。
NTC热敏电阻通常由半导体材料制成，其电阻值变化是由于半导体材料中载流子浓度的变化引起的。随着温度的升高，载流子浓度增加，导致电阻值下降，反之亦然。
NTC热敏电阻广泛应用于各种领域，包括以下几个方面：
温度测量和控制：将NTC热敏电阻用作温度传感器，可以通过测量电阻值的变化来推断环境温度。这在许多设备中都有应用，例如家电、汽车、医疗设备等。
过热保护：在一些设备中，NTC热敏电阻可以用于检测过热情况，从而触发保护机制，防止设备损坏。
温度补偿：某些电路元件的性能可能会随温度变化而改变。使用NTC热敏电阻可以进行温度补偿，使得电路在不同温度下保持稳定的工作。
气候控制：在气象站、温室和 HVAC（暖通空调）系统中，NTC热敏电阻用于监测和控制环境温度。
总之，NTC热敏电阻是一种重要的温度敏感元件，具有广泛的应用领域，可以在许多需要温度测量、控制和补偿的场景中发挥作用。
NTC热敏电阻在温度测量和控制等应用中具有一些优点和缺点，让我们来看一下：
优点：
高灵敏度： NTC热敏电阻对温度的变化非常敏感，这使得它们在测量小范围温度变化时非常有效。
小尺寸： NTC热敏电阻相对来说比较小，可以方便地集成到各种设备和电路中。
成本较低： 相比于其他温度传感器，NTC热敏电阻的制造成本相对较低，因此在成本敏感的应用中具有竞争优势。
实时响应： 由于热敏电阻是一种被动元件，它们对温度变化的响应几乎是实时的，不需要外部激励信号。
缺点：
非线性： NTC热敏电阻的电阻-温度关系通常是非线性的，这意味着在将电阻值转换为温度值时需要使用复杂的校准和计算。
限定温度范围： 每种型号的NTC热敏电阻都有一个特定的温度工作范围，超出这个范围可能导致不准确的测量结果。
精度受限： 尽管NTC热敏电阻在一些应用中可以提供足够的精度，但在需要高精度测量的情况下，可能需要额外的校准和补偿。
阻值漂移： 随着时间的推移，NTC热敏电阻的阻值可能会发生漂移，导致测量不准确。
NTC热敏电阻在许多温度测量和控制应用中表现良好，尤其是在相对较低成本和对实时响应的需求方面。然而，在一些高精度和广泛温度范围的应用中，可能需要更复杂的传感器或补偿方法
1. 检测方法(ADC分压检测)
要测试NTC（负温度系数）热敏电阻的温度，可以使用单片机的ADC（模数转换器）来测量电阻值，并将其转换为温度值。下面是一个基本的步骤指南，用于在单片机上进行NTC热敏电阻的温度测量：
选择合适的NTC热敏电阻：选择一个与你应用要求匹配的NTC热敏电阻。不同的电阻会在不同温度下呈现不同的电阻值变化。
电路连接：将NTC热敏电阻与电路连接。通常，你会将NTC连接成一个电阻分压网络，以便将电压转换为适合ADC测量范围的电压值。
连接到单片机：将电压分压网络的输出连接到单片机的ADC引脚上。确保你已经配置了正确的引脚作为ADC输入。
编程设置：使用单片机的编程环境（比如C语言或Arduino）来配置ADC并进行测量。
1.1 搭建分压电路
下面以STM32F103C8T6作为硬件条件
在上述电路图中，在ADC分压检测线路中并联一个100nf的电容可以起到稳定检测的作用。
1.2 代码编写 (HAL库)
配置好ADC的引脚后再main方法进行开启ADC校准
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);定义检测工具头文件
#ifndef CCY_PTCHOT_NTC_UTIL_H
#define CCY_PTCHOT_NTC_UTIL_H
#include "main.h"
#define NTC_DEBUG 0
/**
* 读取NTC的检测温度值
* @return
*/
u16 ntc_read_temp(void);
#endif //CCY_PTCHOT_NTC_UTIL_H我们使用查表法去实现温度的检测
由硬件可以知道：通过串联分压测量R88的电压就是温感电压：当前温度的电压分度 = 中心值/（中心值+串联电阻）*3300mv*（4096/3300mv）。
其中3300mv是你的电路中的电压值3.3V。
使用查表法，并且数据用表先处理好。1、可以减少ARM的运算量，提高实时效率。2、设计工程比较大，可以节省单片机内存。因为NTC本身是热敏电阻电阻误差大，所以温度误差控制在1摄氏度比较准确。
下面是我的代码中已经计算好的ADC值表
//
// Created by Chenzedeng on 2023/8/3.
//
#include "ntc_util.h"
const u16 temp_tables[301] = {
3974,
3968,
3962,
3955,
3948,
3941,
3934,
3926,
3918,
3909,
3901,
3892,
3882,
3872,
3862,
3852,
3841,
3829,
3818,
3806,
3793,
3780,
3767,
3753,
3738,
3724,
3708,
3693,
3677,
3660,
3643,
3625,
3607,
3589,
3570,
3550,
3530,
3510,
3489,
3467,
3445,
3423,
3400,
3376,
3352,
3328,
3303,
3278,
3252,
3226,
3200,
3173,
3145,
3117,
3089,
3061,
3032,
3002,
2973,
2943,
2912,
2882,
2851,
2820,
2788,
2756,
2724,
2692,
2660,
2627,
2595,
2562,
2529,
2496,
2463,
2430,
2396,
2363,
2330,
2296,
2263,
2230,
2196,
2163,
2130,
2097,
2064,
2030,
1997,
1965,
1932,
1900,
1867,
1836,
1804,
1773,
1742,
1711,
1681,
1651,
1621,
1592,
1563,
1534,
1506,
1478,
1451,
1424,
1397,
1371,
1345,
1319,
1294,
1269,
1245,
1221,
1197,
1174,
1151,
1129,
1107,
1085,
1063,
1042,
1021,
1001,
980,
959,
939,
919,
899,
880,
861,
842,
824,
806,
789,
772,
756,
740,
724,
708,
693,
678,
664,
650,
636,
623,
610,
597,
585,
572,
561,
549,
538,
527,
516,
506,
495,
485,
476,
466,
457,
448,
439,
430,
422,
413,
405,
397,
390,
382,
375,
367,
360,
353,
346,
339,
332,
325,
318,
312,
305,
299,
293,
287,
281,
276,
270,
265,
260,
255,
250,
245,
240,
235,
231,
227,
222,
218,
214,
210,
206,
203,
199,
195,
192,
189,
185,
182,
179,
176,
173,
170,
167,
164,
161,
159,
156,
153,
151,
148,
146,
143,
141,
139,
136,
134,
131,
129,
127,
124,
122,
120,
118,
116,
114,
112,
110,
108,
106,
104,
103,
101,
99,
97,
96,
94,
93,
91,
90,
88,
87,
85,
84,
83,
81,
80,
79,
77,
76,
75,
74,
73,
71,
70,
69,
68,
67,
66,
65,
64,
63,
62,
61,
60,
59,
59,
58,
57,
56,
55,
54,
54,
53,
52,
51,
50,
50,
49,
48,
48,
47,
46,
45,
45,
44,
43,
43,
42,
41
};逻辑说明
获取采集到的ADC数值
将数值进行循环比对，找到第一个比它大的将结束
获取当前结束条件数值的上一个数组(i-1)的值
将本次i的值和上一个i-1的值计算差值/2
将i-1的值加上差值/2的结果去比对是否比adc数值大
如果i-1的计算结果比adc大那么认为是在左边部分就是i-1的温度值
注意温度值即就是i这个下标
//
// Created by 83503 on 2023/8/4.
//
#include "ntc_util.h"
#include "adc.h"
#define TEMP_LEN 301
#define REFERENCE_VOLTAGE 2.89
u32 adc_val;
extern const u16 temp_tables[301];
u16 ntc_read_temp(void) {
//MF58单端玻封(25℃)NTC,B值 ：3950,阻值：100K,温度范围：-40℃～+300℃
HAL_ADC_Start(&hadc1);//启动ADC装换
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 5);//等待转换完成，第二个参数表示超时时间，单位ms.
if (HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC)) {
adc_val = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);//读取ADC转换数据，数据为12位
double voltage = (adc_val * REFERENCE_VOLTAGE) / 4096.0;
//计算温度
u16 temp = 0;
for (u16 i = 0; i < TEMP_LEN; i++) {
if (temp_tables[i] < adc_val) {
//如果发现首个比读取的值要大的就代表找到参考值了
//1. 计算上一个值和当前值的差值/2
u16 diff = (temp_tables[i - 1] - temp_tables[i]) / 2;
if ((temp_tables[i - 1] + diff) > adc_val) {
temp = i - 1;
break;
} else {
temp = i;
break;
}
}
}
#if NTC_DEBUG == 1
printf("电压:%lfV\tADC值:%ld\t", voltage, adc_val);
printf("计算的温度： %d\n", temp);
#endif
return temp;
}
return -1;
}上面ntc_read_temp(void) 的方法调用将直接返回计算后的温度值。
评论区