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一：介紹

熱敏電阻是一種固態溫度傳感裝置，其作用有點像電阻器，但對溫度敏感。熱敏電阻可用于產生隨環境溫度變化的模擬輸出電壓，因此可稱為傳感器。這是因為由于熱量的外部和物理變化，它會導致其電氣特性發生變化。熱敏電阻基本上是一個兩端固態熱敏傳感器，使用敏感的基于半導體的金屬氧化物構造，金屬化或燒結連接引線形成陶瓷盤或珠。這允許熱敏電阻與環境溫度的微小變化成比例地改變其電阻值。換句話說，隨著它的溫度變化，它的電阻也會發生變化，因此它的名字，“Thermistor”是THERM-allysensitive res-ISTOR這兩個詞的組合。 二：應用 雖然在標準電阻器中通常不希望因溫度變化而引起電阻變化，但這種效應可以在許多溫度檢測電路中得到很好的利用。雖然熱敏電阻的主要用途是作為電阻式溫度傳感器，但它們也可以與另一個組件或設備串聯連接以控制流過它們的電流。換言之，它們可以用作熱敏限流器件。

三：分類

熱敏電阻有多種類型、材料和尺寸可供選擇，其特點是響應時間和工作溫度。此外，密封熱敏電阻消除了由于濕氣滲透導致的電阻讀數誤差，同時仍提供高工作溫度和緊湊的尺寸。三種最常見的類型是：珠狀熱敏電阻、盤狀熱敏電阻和玻璃封裝熱敏電阻。隨著溫度的變化增加，電阻值有的是增大，有的是減小。所以對應了兩種類型的熱敏電阻可用：電阻的負溫度系數（NTC）和電阻的正溫度系數（PTC）。

四：NTC及相關系數

NTC 熱敏電阻：負溫度系數，會隨著周圍工作溫度的升高而降低其電阻值。通常，NTC 熱敏電阻是最常用的溫度傳感器類型，因為它們幾乎可以用于任何類型的溫度起作用的設備。NTC 溫度熱敏電阻具有負電阻與溫度 (R/T) 關系。NTC熱敏電阻相對較大的負響應意味著即使溫度的微小變化也會導致其電阻發生顯著變化。這使它們成為精確溫度測量和控制的理想選擇。我們之前說過，熱敏電阻是一種電子元件，其電阻高度依賴于溫度，因此如果我們通過熱敏電阻發送恒定電流，然后測量其上的電壓降，我們就可以確定它在特定溫度下的電阻。 01

系數：基極電阻

NTC 熱敏電阻通常是它們在室溫下的基極電阻，即 25℃(77°F)，因為這提供了一個方便的參考點。例如，25℃時為 2.2KΩ，25℃時為10kΩ或 25℃時為 47kΩ，等等。02

B值及溫度曲線

熱敏電阻的另一個重要特性是它的“B”值。B 值是由制造它的陶瓷材料決定的材料常數。它描述了兩個溫度點之間特定溫度范圍內的電阻 (R/T) 曲線的梯度。每種熱敏電阻材料將具有不同的材料常數，因此具有不同的電阻與溫度曲線。因此，B 值將定義熱敏電阻在第一個溫度或基點（通常為 25℃）的電阻值，稱為 T1，以及在第二個溫度點（例如 100℃）的熱敏電阻電阻值，稱為 T2。因此，B 值將定義 T1 和 T2 范圍之間的熱敏電阻材料常數。即 B（T1/T2）或 B25/100，典型的 NTC 熱敏電阻 B 值在大約 3000 到大約 5000 之間。

注意，T1 和 T2 的溫度點均以開爾文的溫度單位計算，其中 0℃= 273.15K。因此，250℃的值等于 25°+ 273.15 = 298.15K，100℃等于 100°+ 273.15 = 373.15K，以此類推。

因此，通過了解特定熱敏電阻的 B 值（從制造商數據表獲得），可以生成溫度與電阻表，以使用以下歸一化方程構建合適的圖表：

T1：第一個溫度點
T2 ：第二個溫度點
R1：是溫度 T1 下的熱敏電阻電阻，單位為歐姆
R2：溫度 T2 下的熱敏電阻電阻，單位為歐姆

舉例：

一個 10kΩ NTC熱敏電阻在 25℃和100℃的溫度范圍之間的“B”值為 3455。計算它在 25℃和 100℃時的電阻值：給出的數據：B = 3455，R1 = 10kΩ，25℃。為了將溫度標度從攝氏度（℃）轉換為開爾文度數，請添加數學常數 273.15。R1 的值已經作為 10kΩ 基極電阻給出，因此 R2 在 100oC 時的值計算如下：

給出以下兩點特征圖：

注意，在上面這個簡單的例子中，只找到了兩個點，但通常熱敏電阻的電阻隨著溫度的變化呈指數變化，因此它們的特性曲線是非線性的，因此計算的溫度點越多，曲線就越準確。

并且可以將這些點繪制成如下圖所示，以便為 B 值為 3455 的 10kΩ NTC 熱敏電阻提供更準確的特性曲線。

由上圖可以看出，它具有負溫度系數 (NTC)，即其電阻隨溫度升高而降低。

五：使用熱敏電阻測量溫度

下面我們講解一下如何使用熱敏電阻來測量溫度。 01

電路

我們肯定會想到，熱敏電阻的本質就是一個電阻，我們通過測量電阻的變化即可測量出來溫度。因此根據歐姆定律，我們測量出來電阻兩端的電壓變化，就可以測量出來溫度變化。由于熱敏電阻是一種無源類型的傳感器，也就是說，它的工作需要一個激勵信號，因此其電阻因溫度變化而發生的任何變化都可以轉換為電壓變化。

最簡單的方法是使用熱敏電阻作為分壓電路的一部分，如上圖所示。恒定電源電壓施加在電阻器和熱敏電阻串聯電路上，測量熱敏電阻兩端的電壓變化。例如，如果我們使用一個 10kΩ 的熱敏電阻和一個 10kΩ 的串聯電阻，那么在25℃的基礎溫度下，輸出電壓將是電源電壓的一半，即 10KΩ/(10KΩ+10KΩ) = 0.5V。當熱敏電阻的電阻因溫度變化而變化時，熱敏電阻兩端的電源電壓比例也會發生變化。因此，分壓器電路是簡單電阻電壓轉換器的示例，其中熱敏電阻的電阻由溫度控制，產生的輸出電壓與溫度成正比。所以熱敏電阻越熱，輸出電壓越低。如果我們顛倒串聯電阻 Rs和熱敏電阻 Rth的位置，則輸出電壓將沿相反方向變化，即熱敏電阻溫度越高，輸出電壓越高。關于熱敏電阻的其他用法（浪涌保護、橋型電路測溫等），歡迎關注本公眾號，將在以后的文章中繼續進行介紹。 02

程序實現

針對如何將電壓值轉變為對應的溫度值，一般有兩種方法：查表法和公式計算法，比較常用的是查表法。

上圖中，電阻R1和NTC R2組成串聯分壓電路，串聯的兩個電阻，電阻比等于電壓比，且單片機 ADC的參考電壓為VCC，設單片機的ADC為10位，就可以求出NTC R2在相應溫度下的阻值對應ADC值的表達式為：ADC = R2 / ( R1+R2 ) *1024R1為已知，一般為10K，NTC R2在不同溫度下對應的阻值，廠家的數據手冊上會有。以南京時恒的MF58-103F3435為例，如圖：

圖片未截取完全，詳情可參考NTC的手冊

由上圖可以看出，每個溫度下都有對應的電阻值，通過上面的公式，就可以計算出對應的電阻值下的ADC采集值。

將所有AD值轉換為HEX格式后，定位為const數組的形式：

有了上面的表，然后用單片機采集到的AD值，一個個從頭開始去查找對比就能知道溫度了。（由于AD值是按照由大到小的順序排列的，可以采用更高效的二分法查找，這里不再贅述）因為NTC的AD值正好是表中的值概率很小，很可能查不到，但是我們可以知道落在了哪個區間，所以要處理的數據基本上在兩個溫度的區間，如果要顯示小數，兩個溫度區間可以看成是線性的，通過局部線性化就可以計算出溫度的值。什么是局部線性化，有網友解釋的很清楚，這里直接搬過來，假如ADC采樣的數字量為 0x80C，十進制是2060，對應在數據表的2048(25℃)和2095(24℃)中間，計算方式按照線性處理如下：

相關代碼如下：

ntcad=GetADCResult(1);//temp=NTCADBinarySearch(ntcad);//搜索NTCAD溫度表（得到數組標號）searchwendu=temp-30;//計算溫度整數+小數wendu=searchwendu+(float)(NTC_ADArray[temp]-ntcad)/(float)(NTC_ADArray[temp]-NTC_ADArray[temp+1]);wendu=wendu*10;

審核編輯：李倩

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