代码收藏家技术教程 2024-01-02

深入了解热敏电阻NTC和PTC的工作原理

文章目录

前言

一、NTC和PTC是什么？

二、NTC和PTC的用途

1.NTC的用途：

2.PTC的用途有：

三、B值

四、R25

五、原理分析

总结

前言

NTC、PTC是什么？对于没有接触过NTC、PTC或刚接触过NTC、PTC的人来说，NTC、PTC是什么也不知道，当然，了解NTC、PTC概念也是比较简单的，但是当你去搜索资料，看到许许多多的懵懵懂懂的专业名词时，以及看到一些硬件，可能会出现些许傻眼，毕竟没接触过，满脑问号。对于初学者或急于敢项目的软件工程师，尽快初步了解，学习到基本原理，代码跑出正确的数据就是最好的。毕竟学习是渐进的，不可一蹴而就就能深入其原理。

一、NTC和PTC是什么？

NTC、PTC都是热敏电阻，是特殊的电阻，可以随着温度的变化阻值，也可以说是一种传感器。

区别是NTC就是负温度系数热敏电阻，PTC就是正温度系数热敏电阻。

正温度系数热敏电阻（PTC）：电阻值随着温度的升高而增大；

负温度系数热敏电阻（NTC）：电阻值随着温度的升高而减小；

二、NTC和PTC的用途

1.NTC的用途：

用于温度检测，一般是测温型NTC

用于浪涌抑制，一般是功率型的NTC

2.PTC的用途有：

保护电路中，如过温保护，过流保护

启动电路中

三、B值

B值：材料常数，是用来表示NTC在工作温度范围内阻值随温度变化幅度的参数，与材料的成分和烧结工艺有关。B值通常数值（3435K、3950K）。

B值越大表明阻值随温度的升高降低得越快，B值越小则相反。

B值在本文章没有用到，只是为了了解。求温度也可以用温度系数B值求值法，也可以称开尔文温度算法。

四、R25

R25：25℃时NTC本体的电阻值。

五、原理分析

以NTC为例，一般原理图如下：

原理分析：

ADC功能是用来采集电压的。

R1和R2是串联电路，通过串联电阻的分压公式，有：

R=R1+R2;

由I=U/R=U/(R1+R2)则：

U1=IR1=U(R1/(R1+R2))

U2=IR2=U(R2/(R1+R2))

我们用到的则是U2=IR2=U(R2/(R1+R2))这个就行了。

又由ADC采集的数据转换成电压就是U2的电压，所以

U(R2/(R1+R2))=ADC/1024*U

这里1024是我用的单片机的ADC的分辨率为10位，即1024

这里我们知道 U=3.3v 也就是图中的VCC，R1的值是10k，R2是NTC所以暂时不知道它的值。U是可以抵掉的。

最终公式为：R2=ADC*R1/1024-ADC

即R2=ADC*10000/1024-ADC

得到R2的电阻值后我们就可以通过对比阻值表来得到温度了。阻值对照表一般购买后商家都会给。

接下来上代码，这里采用NTC的查表方式进行温度转换。这个代码只要把你的ADC值加上去，就可以用了。

const unsigned int temp_tab[]={
119520,113300,107450,101930,96730,91830,87210,82850,78730,74850,//-30到-21,
71180,67710,64430,61330,58400,55620,53000,50510,48160,45930,//-20到-11,
43810,41810,39910,38110,36400,34770,33230,31770,30380,29050,//-10到-1,
27800,26600,25460,24380,23350,22370,21440,20550,19700,18900,18130,//0-10,
17390,16690,16020,15390,14780,14200,13640,13110,12610,12120,//11-20,
11660,11220,10790,10390,10000,9630,9270,8930,8610,8300,//21-30,
8000,7710,7430,7170,6920,6670,6440,6220,6000,5800,//31-40,
5600,5410,5230,5050,4880,4720,4570,4420,4270,4130,//49-50,
4000,3870,3750,3630,3510,3400,3300,3190,3090,3000,//51-60,
2910,2820,2730,2650,2570,2490,2420,2350,2280,2210,//61-70,
2150,2090,2030,1970,1910,1860,1800,1750,1700,1660,//71-80,
1610,1570,1520,1480,1440,1400,1370,1330,1290,1260,//81-90
1230,1190,1160,1130,1100,1070,1050,1020,990,//91-99,
};


short ADC;//获取ntc的ADC值
short NTC_R;//ntc的电阻值
#define R1 10000

void get_temp()
{  
  short temp;
  short cnt;

  ADC= adc_get_value(ADC_CH_0);//获取ADC值
  printf("-----------ADC:%d \n\n",ADC);   
  
  NTC_R=ADC*R1/(1024-ADC);

  cnt = 0;
  temp = -30;
  do{
      if(temp_tab[cnt] < NTC_R){  //表值小于计算出来的电阻值，退出 得出温度
        break;
      }
      ++temp;
  }while(++cnt < sizeof(temp_tab)/4);//循环表的大小，即次数

  printf("NTC_R:%d temp:%d \n\n",NTC_R,temp);
}