熱敏電阻測(cè)溫原理講解
一：介紹
熱敏電阻是一種固態(tài)溫度傳感裝置，其作用有點(diǎn)像電阻器，但對(duì)溫度敏感。熱敏電阻可用于產(chǎn)生隨環(huán)境溫度變化的模擬輸出電壓，因此可稱(chēng)為傳感器。這是因?yàn)橛捎跓崃康耐獠亢臀锢碜兓鼤?huì)導(dǎo)致其電氣特性發(fā)生變化。熱敏電阻基本上是一個(gè)兩端固態(tài)熱敏傳感器，使用敏感的基于半導(dǎo)體的金屬氧化物構(gòu)造，金屬化或燒結(jié)連接引線形成陶瓷盤(pán)或珠。這允許熱敏電阻與環(huán)境溫度的微小變化成比例地改變其電阻值。換句話說(shuō)，隨著它的溫度變化，它的電阻也會(huì)發(fā)生變化，因此它的名字，“Thermistor”是THERM-allysensitive res-ISTOR這兩個(gè)詞的組合。 二：應(yīng)用 雖然在標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)可以在許多溫度檢測(cè)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(gè)組件或設(shè)備串聯(lián)連接以控制流過(guò)它們的電流。換言之，它們可以用作熱敏限流器件。三：分類(lèi)
熱敏電阻有多種類(lèi)型、材料和尺寸可供選擇，其特點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間和工作溫度。此外，密封熱敏電阻消除了由于濕氣滲透導(dǎo)致的電阻讀數(shù)誤差，同時(shí)仍提供高工作溫度和緊湊的尺寸。三種最常見(jiàn)的類(lèi)型是：珠狀熱敏電阻、盤(pán)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(duì)應(yīng)了兩種類(lèi)型的熱敏電阻可用：電阻的負(fù)溫度系數(shù)（NTC）和電阻的正溫度系數(shù)（PTC）。四：NTC及相關(guān)系數(shù)
NTC 熱敏電阻：負(fù)溫度系數(shù)，會(huì)隨著周?chē)ぷ鳒囟鹊纳叨档推潆娮柚怠Ｍǔ＃琋TC 熱敏電阻是最常用的溫度傳感器類(lèi)型，因?yàn)樗鼈儙缀蹩梢杂糜谌魏晤?lèi)型的溫度起作用的設(shè)備。NTC 溫度熱敏電阻具有負(fù)電阻與溫度 (R/T) 關(guān)系。NTC熱敏電阻相對(duì)較大的負(fù)響應(yīng)意味著即使溫度的微小變化也會(huì)導(dǎo)致其電阻發(fā)生顯著變化。這使它們成為精確溫度測(cè)量和控制的理想選擇。我們之前說(shuō)過(guò)，熱敏電阻是一種電子元件，其電阻高度依賴(lài)于溫度，因此如果我們通過(guò)熱敏電阻發(fā)送恒定電流，然后測(cè)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(shù)：基極電阻
NTC 熱敏電阻通常是它們?cè)谑覝叵碌幕鶚O電阻，即 25℃(77°F)，因?yàn)檫@提供了一個(gè)方便的參考點(diǎn)。例如，25℃時(shí)為 2.2KΩ，25℃時(shí)為10kΩ或 25℃時(shí)為 47kΩ，等等。02B值及溫度曲線
熱敏電阻的另一個(gè)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(shù)。它描述了兩個(gè)溫度點(diǎn)之間特定溫度范圍內(nèi)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(shù)，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(gè)溫度或基點(diǎn)（通常為 25℃）的電阻值，稱(chēng)為 T1，以及在第二個(gè)溫度點(diǎn)（例如 100℃）的熱敏電阻電阻值，稱(chēng)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(shù)。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(diǎn)均以開(kāi)爾文的溫度單位計(jì)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(lèi)推。
因此，通過(guò)了解特定熱敏電阻的 B 值（從制造商數(shù)據(jù)表獲得），可以生成溫度與電阻表，以使用以下歸一化方程構(gòu)建合適的圖表：
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T1：第一個(gè)溫度點(diǎn)
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T2 ：第二個(gè)溫度點(diǎn)
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R1：是溫度 T1 下的熱敏電阻電阻，單位為歐姆
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R2：溫度 T2 下的熱敏電阻電阻，單位為歐姆
舉例：
一個(gè) 10kΩ NTC熱敏電阻在 25℃和100℃的溫度范圍之間的“B”值為 3455。計(jì)算它在 25℃和 100℃時(shí)的電阻值：給出的數(shù)據(jù)：B = 3455，R1 = 10kΩ，25℃。為了將溫度標(biāo)度從攝氏度（℃）轉(zhuǎn)換為開(kāi)爾文度數(shù)，請(qǐng)?zhí)砑訑?shù)學(xué)常數(shù) 273.15。R1 的值已經(jīng)作為 10kΩ 基極電阻給出，因此 R2 在 100oC 時(shí)的值計(jì)算如下：
注意，在上面這個(gè)簡(jiǎn)單的例子中，只找到了兩個(gè)點(diǎn)，但通常熱敏電阻的電阻隨著溫度的變化呈指數(shù)變化，因此它們的特性曲線是非線性的，因此計(jì)算的溫度點(diǎn)越多，曲線就越準(zhǔn)確。
五：使用熱敏電阻測(cè)量溫度
下面我們講解一下如何使用熱敏電阻來(lái)測(cè)量溫度。 01電路
我們肯定會(huì)想到，熱敏電阻的本質(zhì)就是一個(gè)電阻，我們通過(guò)測(cè)量電阻的變化即可測(cè)量出來(lái)溫度。因此根據(jù)歐姆定律，我們測(cè)量出來(lái)電阻兩端的電壓變化，就可以測(cè)量出來(lái)溫度變化。由于熱敏電阻是一種無(wú)源類(lèi)型的傳感器，也就是說(shuō)，它的工作需要一個(gè)激勵(lì)信號(hào)，因此其電阻因溫度變化而發(fā)生的任何變化都可以轉(zhuǎn)換為電壓變化。
程序?qū)崿F(xiàn)
針對(duì)如何將電壓值轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的溫度值，一般有兩種方法：查表法和公式計(jì)算法，比較常用的是查表法。
圖片未截取完全，詳情可參考NTC的手冊(cè)
由上圖可以看出，每個(gè)溫度下都有對(duì)應(yīng)的電阻值，通過(guò)上面的公式，就可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的電阻值下的ADC采集值。
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ntcad=GetADCResult(1);//temp=NTCADBinarySearch(ntcad);//搜索NTCAD溫度表（得到數(shù)組標(biāo)號(hào)）searchwendu=temp-30;//計(jì)算溫度整數(shù)+小數(shù)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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原文標(biāo)題：熱敏電阻測(cè)溫：原理講解（附送電路圖和程序）
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