单片机ADC+NTC温度采集电路学习

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文章目录

  • 前言
  • 一、NTC是什么?
  • 二、NTC重要参数
  • 三、实际应用举例
  • 四、NTC和PTC的区别
  • 总结


前言

NTC常用来检测外部环境或者电池温度,及汽车水温传感器。
有时候电池并不内置NTC,所以需要外置NTC来采集电池温度,注意要紧贴电池,一旦温度过高或过低要停止充电,否则很容易发生危险

一、NTC是什么?

. 基本定义
· NTC(负温度系数热敏电阻):电阻值随温度升高而减小。
2. 主要作用
NTC 的典型应用:
· 温度检测:如电子温度计、空调传感器。
· 浪涌电流抑制:电源启动时限制电流(例如充电器中的缓启动)。
· 温度补偿:抵消其他元件因温度变化导致的性能波动。

二、NTC重要参数

在这里插入图片描述

三、实际应用举例

由于NTC 优秀的灵敏度:对温度变化响应快,一般用于高精度测温,如下图所示,一个较为简单的ADC+NTC温度采集电路,NTC可以上拉也可以下拉,这取决于没有NTC时默认给单片机的电压,加跟随器的目的是,为隔离以及为电路提供缓冲,并且保护AD引脚,后级可以适当滤波
可以学习:电压跟随器的作用及特点
如果需要更高的精度,NTC或多或少都会有误差的,那就需要校准,因为RT表不是线性的
在这里插入图片描述
NTC选型:
一般我们选择精度较高的的NTC,精度越高,误差越小,为了方便计算我们可以选择10kΩ的立创上随便搜的一款NCP18XH103F03
在这里插入图片描述
对于我们设计人员来说,看RT表就大差不差了
我们需要一个NTC电阻的电阻-温度(RT)表。这个表可以通过以下方式获得:制造商提供的数据手册:大多数NTC电阻的制造商会在数据手册中提供RT表。实验测量:如果没有RT表,可以通过实验测量不同温度下的电阻值来构建。
计算举例
当环境温度为0°时
NTC此时阻值为27.2k,那么此时单片机检测到的电压为
(10k/(10k+27.2k))*3.3V=0.887V
当环境温度为45°时
NTC此时阻值为4.9k,那么此时单片机检测到的电压为
(10k/(10k+4.9k))*3.3V=2.214V
所以判断逻辑很明显,如果温度低于0,那么电压就低于0.887V
如果温度高于45,那么电压就高于2.214V,那它们之间的电压值就是安全电压值
如果NTC没装,单片机读到的值应该时0,反推温度为比-45还低
作为电池保护:最好留有余量,比如说达到5°和40°就开始保护
在这里插入图片描述

四、NTC和PTC的区别

· PTC(正温度系数热敏电阻):电阻值随温度升高而增大(尤其在特定温度点后急剧上升)。
PTC 的典型应用:
· 过流/过热保护:如自恢复保险丝,电流过大时电阻骤增,切断电路。
· 加热元件:恒温加热器(如电吹风中的恒温控制)。
· 电机启动:在单相电机中辅助启动绕组。

在这里插入图片描述
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4. 关键细节
· NTC 的灵敏度:对温度变化响应快,适合高精度测温(如医疗设备)。
· PTC 的开关特性:在居里温度点附近电阻突变,适合作为“热开关”使用(如电饭煲的保温控制)。
· 自恢复能力:PTC 在故障排除后冷却即可复位,无需更换,降低了维护成本。
5. 实际应用举例
· NTC:手机电池温度检测、汽车水温传感器。
· PTC:USB接口的过流保护、电动汽车电池组的温度保护。

总结

NTC 和 PTC 虽同为热敏电阻,但温度系数相反,导致应用场景截然不同:NTC 侧重温度相关控制与补偿,而 PTC 侧重保护与开关功能。理解它们的特性差异,能帮助在电路设计中正确选型。
参考文档
1,Deepseek
2, NTC测温电阻选择和电路设计应用
3, 用NTC电阻实现高精度温度测量,竟然如此简单!(理论部分)
4, 用STM32单片机ADC+NTC热敏电阻采集温度的设计思路 | 附参考电路


http://www.ppmy.cn/server/175440.html

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