单片机ADC+NTC温度采集电路学习

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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

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

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

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

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。

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