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如果要用NTC温度传感器测量温度，应该怎样将其线性化？
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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：
如果要用NTC温度传感器测量温度，应该怎样将其线性化？
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
NTC是负温度系数的热敏电阻，电阻值与温度有着对应的关系
因为NTC的阻值与温度有着对应的关系，所以只要我们知道它当前的电阻值就可以得到对应的温度，将温度与电阻值的数据做成一张线性化图表就可以了。
NTC测温方法
使用NTC测温我们需要用到带ADC功能的MCU，当然我们是没有办法直接测量到电阻值大小的。但可以通过电阻分压，测出当前电压值，然后计算得到电阻值参考电压值必须是准确的，与NTC串联的固定电阻与需要精确的，当NTC的阻值发生变化时，ADC就会测出不同的电压，Vacd=5x(Rntc/(Rntc+R2))，R2是固定的，得到Vacd就可以算出Rntc的阻值NTC阻值与温度的关系
不同的NTC有着不同的规格，需要查看NTC的规格书根据NTC的B值就可以通过公式Rt =R*EXP(B*(1/T1-1/T2)计算出温度与阻值的关系不表可以网上下一表格工具，输入参数就可以得出NTC温度与电阻的线性化关系表
知道NTC当前电阻就可以确定当前的温度了
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NTC是负温度系数的热敏电阻，随着温度的升高电阻值变小，电阻值和温度值呈现一定的关系曲线，通过计算当前的电阻值便可以得出环境温度。NTC在家电行业应用非常广发，如热水器、咖啡机、消毒柜中等对测温精度要求不高的的产品上有较多应用。
在使用NTC测温时，需要包含两部分的内容：硬件设计和程序编写，下面分开介绍供大家讨论。
1
NTC测温硬件电路设计
NTC的硬件设计非常简单，只需要和定值电阻串联分压，在温度变化时采集实时的电压值即可。其硬件设计如下所示：
以初始值为100K的NTC热敏电阻为例，将NTC和等值的精密电阻串联，在室温状态下，两电阻值相等，公共点的电压为1/2VCC，随着温度的升高，NTC的电阻值下降，公共点的电压变小。单片机采集该电压值，即可计算出当前的电阻值，并进一步计算出所对应的温度值，从而实现测温功能。
2
NTC测温的程序设计
上面已经介绍了硬件原理以及电压值的变化方法，下面就需要通过设计程序来计算电阻值和所对应的温度值。这里有两种方法，第一种是查表法，第二种是根据公式计算。介绍第二种。
下图就是我在项目中所使用的两条比较关键的语句。一条用来结算电阻值，一条根据电阻值结算当前的温度值。
由于NTC的电阻值与B值以及开尔文温度都相关，计算公式为：
Rt = R *EXP(B*(1/T1-1/T2))
其中R为初始值，即室温下的温度值，本例为100K，T2=(273.15+25)，T1为所要求的值，B为NTC的B值，这里为3950，通过以上公式变形后就可以得出程序中的第二个语句。这里所得到的关系就是一条线性曲线，但是该线性曲线会有误差，需要后边的程序来修正，修正程序这里不提供。
通过以上就可以通过NTC的电阻值计算出当前的环境温度。
以上就是这个问题的回答，感谢留言、评论、转发。更多电子设计、硬件设计、单片机等内容请关注本头条号：玩转嵌入式。感谢大家。
回答于 2019-09-11 08:43:50
什么是NTC
NTC是热敏电阻，其电阻值对温度变化敏感，在不同的温度下，可以呈现不同的电阻值。
热敏电阻有两类，一类是负温度系数电阻(NTC)，温度增加时，电阻值降低，另一类是正温度系数电阻(PTC)，温度增加时，电阻值增加。
热敏电阻的电阻值计算
NTC的电阻值R与温度的关系可以近似表示为：
公式1,电阻与温度函数关系式
其中T是绝对温度，数值为摄氏温度+273.15，单位为K(开尔文)。
R0一般取温度25℃即298.15K时的电阻值，对应的T0取25℃，即298.15K。
B为材料常数．不同的村料或者生产工艺都能导致B的数值发生变化，甚至在热敏电阻的工作范围内，B的数值都可能发生变化，而不是严格的常数；
因为NTC的电阻与温度呈非线性的关系，而且存着温度的增加，温度随着温度变化的变化率越小。
所以随着温度的增加，NTC测温的精度变化；
所以比较适合于温度变化范围小的使用场景，比如环境温度（约为-20℃-50℃）或者是水温的检测(0℃-100℃)。
下图是在淘宝上搜索到的一款NTC，按照温度为25℃的电阻取值，可有5KΩ，10 KΩ等不同的规格，而材料系数B值固定为3950。
从淘宝搜索到的一款NTC
我们选择10K的规格，根据公式1，可以得到这款NTC的电阻与温度的关系为：
公式2,电阻与温度的函数关系式
通过excel表格的公式，在excel工作薄的第一列输入温度，第二列输入公式可以得到不同温度下的电阻值，比如0℃为33.6 KΩ
采用excel计算AD值
NTC测温电路的设计
NTC测温核心在于具有ADC功能的MCU，电路比较简单，只需要将固定的电压经过另一个高精度的电阻分压接到NTC电阻，然后将分压值连接到MCU的ADC输入口。
如下图：
NTC测温电路
R1为1%精度的电阻，R2为NTC，
0.1uF的电容C1除了可以滤除从电源引入或者从电路板感应来的高频干扰信号，另外当ADC有多路AD输入在转换时，MCU的AD模块需要通过模拟开关切换不同的通道，再进行采样转换，电容C1可以在ADC切换通道之后，迅速向采样电容充电，从而可以提到转换速度，避免因采样时间太短而导致测量不准确。
R1上拉的电源应该和MCU的ADC的参考电源共用一个电源（在一般的设计中，MCU的供电电源和ADC的参考电源共用一个电源）。
这是因为：
输入ADC的AD值为(假设为12位的ADC)：
AD值计算公式
如果上拉的电源ADC的参考电源共用一个电源，可以得到和上位电源无关的一个公式：
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