NTC测温电路设计方案
scd----ntc测温电路
引言：高精度的ntc温度测量也需要精密信号测量，adc采集，甚至是电路线性化和补偿。热敏电阻是无源器件，本身自己不会产生任何电信号，所以需要使用输入电流或电压来测量传感器的电阻，即让一个小电流经过传感器以产生电压，如下是三个考虑要点：
1：选择激励电压/电流
2：优化热敏电阻信号
3：如何选择热敏电阻
1.电流源输入
图18-1：电流源输入ntc配置
如图18-1所示，采用恒定电流作为输入，rsense为固定电阻，那么vrsense上就会产生固定的参考基准电压，rth上就会产生浮动电压。adc采集vout进行转换计算就可以得到当前ntc位置的温度。因为这种配置有固定参考基准电压的存在，恒流iout的任何误差都会被抵消，所以iout本身就不需要非常精准稳定。恒流配置通常比恒压配置更受欢迎，因为它能出色地控制灵敏度，而且当传感器位于远点时，它具有更好的抗干扰能力。这种类型的偏置常用于电阻值较低的热敏电阻（因为输入电流通常不会很小，较大的阻值会带来额外的功耗）。
但是对于电阻值较大且灵敏度较高的热敏电阻，温度变化所产生的信号电平会较大，此时应使用固定电压输入。
2.电压源输入
图18-2：电压源输入配置
如图18-2所示为恒压配置，也是使用最为广泛的配置，恒压配置如图左采用普通的参考配置电阻r，测量r两端电压，通过欧姆定律分配得到rth的值，就可以计算此时ntc所处的温度。图右是采用精密的参考配置电阻rsense，其中激励电压也用作adc基准电压。
3.配置方式无论使用恒流还是恒压配置，建议都使用比率式配置，即rsense=rth（25℃），以便将它处于25°c标称温度时的输出电压设置为基准电压的中间值，其中基准电压和ntc电压是从同一恒定源获得（串联），这意味着输入源的任何变化都不会影响测量的精度。选择用来为热敏电阻和rsense供电的基准电压与用于测量的adc基准电压相同，则整个测温系统就是比率式测量配置，任何与恒压源相关的误差都会被消除。
比率式配置小结：
1：rsense=rth
2：vin=v_adc
常用的配置结构：
一般来说，ntc的阻值常用有以下几种：10kω、47kω、100kω、150kω、220kω、470kω，并以10kω和100kω居多，下面的式子我们均以100kω代入演示。
图18-3：常规配置
图18-4：拓展配置
4.两种计算方式第一种就是器件读取到某一温度下的rth值之后，mcu的adc采集到电压换算到当前温度电阻值rt后，使用如下公式计算出t1：
t1：环境温度
t2：(273.15+25)
b值：热敏电阻的重要参数
rt：热敏电阻在t1温度下的阻值
第二种就是分段法，获取ntc的r-t表，将测温范围划分为若干个区间，假设0-100℃划分为10个区间，这样就可以得到9个线段，然后求出9个一元一次方程的解，把adc测出的rth值代入对应阻值所属区间方程里，就可以求出对应温度，当然随着划分的区间越多，结果越精确。不过还有另外一种查表法则更为准确，即将r-t表整个录入程序中，将采集到的rth进行查表匹配，缺点是耗费计算资源。
5.ntc的选择ntc在25℃时的标称电阻从几欧姆到10mω不等，与rtd相比，热敏电阻每摄氏度的阻值变化更大。ntc的高灵敏度和高阻值使得其前端电路比rtd简单的多，因为热敏电阻不需要任何特殊的接线配置来补偿引线电阻，热敏电阻设计仅仅使用简单的2线式配置。
标称电阻较低的热敏电阻，支持的温度范围通常也较低，例如-50℃-70℃，标称电阻较高的热敏电阻，则可支持最高300℃的温度。
热敏电阻元件有珠状、径向和smd等形态，珠状热敏电阻采用环氧树脂涂层或玻璃封装，以提供额外保护。环氧树脂涂层珠状热敏电阻、径向和smd热敏电阻适用于最高150°c的温度，玻璃涂层珠状热敏电阻适用于高温测量。所有类型热敏电阻的涂层/封装还能防止腐蚀，一些热敏电阻还具有额外的外壳，以在恶劣环境中提供进一步的保护。
与径向/smd热敏电阻相比，珠状热敏电阻具有更快的响应时间，但是后者不如前者那么稳健，因此使用何种热敏电阻取决于最终应用和热敏电阻所处的环境。热敏电阻的长期稳定性取决于制造材料及其封装和结构，例如环氧树脂涂层的ntc热敏电阻每年可能变化0.2℃，而密封的热敏电阻每年仅变化0.02℃，不同热敏电阻有不同的精度，标准热敏电阻的精度通常为0.5°c至1.5°c。
不仅仅是存储数据，闪存还可降低MCU系统功耗
高通推出全新基于骁龙845的移动VR参考设计
小米6、小米5C、小米平板3 小米2017即将上市新品个个迷雾笼罩
Knightscope的自主安全机器人为公共安全提供突破性检测技术
投资青睐LED照明，上舜照明完成新一轮3000万美金融资
NTC测温电路设计方案
图文解析16种实验室仪器工作原理
新松作为中国机器人领头企业，始终冲在市场竞争前沿
英特尔提起诉讼认为Fortress囤积专利的行为构成了垄断行为
远程网关XD-K30S—实现PLC无线远程通信技术
红外热成像生命探测仪工作原理解析
华瓷股份龙虎榜数据：游资量化打板、宁波桑田路上榜
华为正研究如何提高语音支付安全性
智能互联战略开局，联想CES连发多款创新设备
全球最高性能RISC-V处理器的Perf性能分析工具发布
512GB存储容量的苹果iPhone 8来了？
基于IIoT-EDDP开源平台和PYNQ软件框架的电机控制
欧朗德斯KJ950F 为你打造清新环境
天嵌科技：7寸电阻触摸屏TN92-电阻屏
上海贝岭IIC展出最新型单相多功能计量芯片
引言：高精度的ntc温度测量也需要精密信号测量，adc采集，甚至是电路线性化和补偿。热敏电阻是无源器件，本身自己不会产生任何电信号，所以需要使用输入电流或电压来测量传感器的电阻，即让一个小电流经过传感器以产生电压，如下是三个考虑要点：
1：选择激励电压/电流
2：优化热敏电阻信号
3：如何选择热敏电阻
1.电流源输入
图18-1：电流源输入ntc配置
如图18-1所示，采用恒定电流作为输入，rsense为固定电阻，那么vrsense上就会产生固定的参考基准电压，rth上就会产生浮动电压。adc采集vout进行转换计算就可以得到当前ntc位置的温度。因为这种配置有固定参考基准电压的存在，恒流iout的任何误差都会被抵消，所以iout本身就不需要非常精准稳定。恒流配置通常比恒压配置更受欢迎，因为它能出色地控制灵敏度，而且当传感器位于远点时，它具有更好的抗干扰能力。这种类型的偏置常用于电阻值较低的热敏电阻（因为输入电流通常不会很小，较大的阻值会带来额外的功耗）。
但是对于电阻值较大且灵敏度较高的热敏电阻，温度变化所产生的信号电平会较大，此时应使用固定电压输入。
2.电压源输入
图18-2：电压源输入配置
如图18-2所示为恒压配置，也是使用最为广泛的配置，恒压配置如图左采用普通的参考配置电阻r，测量r两端电压，通过欧姆定律分配得到rth的值，就可以计算此时ntc所处的温度。图右是采用精密的参考配置电阻rsense，其中激励电压也用作adc基准电压。
3.配置方式无论使用恒流还是恒压配置，建议都使用比率式配置，即rsense=rth（25℃），以便将它处于25°c标称温度时的输出电压设置为基准电压的中间值，其中基准电压和ntc电压是从同一恒定源获得（串联），这意味着输入源的任何变化都不会影响测量的精度。选择用来为热敏电阻和rsense供电的基准电压与用于测量的adc基准电压相同，则整个测温系统就是比率式测量配置，任何与恒压源相关的误差都会被消除。
比率式配置小结：
1：rsense=rth
2：vin=v_adc
常用的配置结构：
一般来说，ntc的阻值常用有以下几种：10kω、47kω、100kω、150kω、220kω、470kω，并以10kω和100kω居多，下面的式子我们均以100kω代入演示。
图18-3：常规配置
图18-4：拓展配置
4.两种计算方式第一种就是器件读取到某一温度下的rth值之后，mcu的adc采集到电压换算到当前温度电阻值rt后，使用如下公式计算出t1：
t1：环境温度
t2：(273.15+25)
b值：热敏电阻的重要参数
rt：热敏电阻在t1温度下的阻值
第二种就是分段法，获取ntc的r-t表，将测温范围划分为若干个区间，假设0-100℃划分为10个区间，这样就可以得到9个线段，然后求出9个一元一次方程的解，把adc测出的rth值代入对应阻值所属区间方程里，就可以求出对应温度，当然随着划分的区间越多，结果越精确。不过还有另外一种查表法则更为准确，即将r-t表整个录入程序中，将采集到的rth进行查表匹配，缺点是耗费计算资源。
5.ntc的选择ntc在25℃时的标称电阻从几欧姆到10mω不等，与rtd相比，热敏电阻每摄氏度的阻值变化更大。ntc的高灵敏度和高阻值使得其前端电路比rtd简单的多，因为热敏电阻不需要任何特殊的接线配置来补偿引线电阻，热敏电阻设计仅仅使用简单的2线式配置。
标称电阻较低的热敏电阻，支持的温度范围通常也较低，例如-50℃-70℃，标称电阻较高的热敏电阻，则可支持最高300℃的温度。
热敏电阻元件有珠状、径向和smd等形态，珠状热敏电阻采用环氧树脂涂层或玻璃封装，以提供额外保护。环氧树脂涂层珠状热敏电阻、径向和smd热敏电阻适用于最高150°c的温度，玻璃涂层珠状热敏电阻适用于高温测量。所有类型热敏电阻的涂层/封装还能防止腐蚀，一些热敏电阻还具有额外的外壳，以在恶劣环境中提供进一步的保护。
与径向/smd热敏电阻相比，珠状热敏电阻具有更快的响应时间，但是后者不如前者那么稳健，因此使用何种热敏电阻取决于最终应用和热敏电阻所处的环境。热敏电阻的长期稳定性取决于制造材料及其封装和结构，例如环氧树脂涂层的ntc热敏电阻每年可能变化0.2℃，而密封的热敏电阻每年仅变化0.02℃，不同热敏电阻有不同的精度，标准热敏电阻的精度通常为0.5°c至1.5°c。
不仅仅是存储数据，闪存还可降低MCU系统功耗
高通推出全新基于骁龙845的移动VR参考设计
小米6、小米5C、小米平板3 小米2017即将上市新品个个迷雾笼罩
Knightscope的自主安全机器人为公共安全提供突破性检测技术
投资青睐LED照明，上舜照明完成新一轮3000万美金融资
NTC测温电路设计方案
图文解析16种实验室仪器工作原理
新松作为中国机器人领头企业，始终冲在市场竞争前沿
英特尔提起诉讼认为Fortress囤积专利的行为构成了垄断行为
远程网关XD-K30S—实现PLC无线远程通信技术
红外热成像生命探测仪工作原理解析
华瓷股份龙虎榜数据：游资量化打板、宁波桑田路上榜
华为正研究如何提高语音支付安全性
智能互联战略开局，联想CES连发多款创新设备
全球最高性能RISC-V处理器的Perf性能分析工具发布
512GB存储容量的苹果iPhone 8来了？
基于IIoT-EDDP开源平台和PYNQ软件框架的电机控制
欧朗德斯KJ950F 为你打造清新环境
天嵌科技：7寸电阻触摸屏TN92-电阻屏
上海贝岭IIC展出最新型单相多功能计量芯片