澎湃微PT32x033系列|血糖仪专题技术文章连载_07
概 述
ntc电阻，即负温度系数热敏电阻，英文全称为negative temperature coefficient，指的是阻值随温度上升而呈指数关系减小的现象和材料。
ntc热敏电阻一般以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料：
温度越低，这些氧化物材料的载流子（电子和空穴）数目减少，其电阻增大
温度越高，氧化物材料的载流子（电子和空穴）数目增多，其电阻减小
ntc电阻正以其成本低、精度高的特性，被越来越广泛的应用在各种场合。
ntc电阻在血糖仪中的应用
血糖仪采用电化学原理，测试血糖试纸反应区内的生化酶与血液中的葡萄糖产生的微电流，再转化成葡萄糖浓度读数。这一过程对于测试环境的温度有着较高的要求，适宜血糖仪运作的温度一般来说在10℃~40℃之间，太冷或者太热的环境均会影响其测试准确性。
使用ntc电阻检测温度并对结果进行温度补偿，避免测试结果因外界温度产生偏差，耽误病患的治疗，正成为一种主流的低成本解决方案。
基于pt32x033的ntc应用
ntc常规的应用是将热敏电阻和普通电阻器串联连接，并施加以恒定电压vin，再将端点电压vntc接入到adc中采样，如下图所示：
图1 ntc恒压驱动电路
使用上图所示的电路，热敏电阻此时的阻值，可以通过下面的公式计算得出：
2.1 多选的恒压源vin
针对恒定的电压源vin，在血糖仪应用中，pt32x033提供了几种配置策略：
bg2v0通过avref+引脚间接的作为恒压源
bg2v0通过dvref+引脚间接的作为恒压源
如下图所示：
图2 可选的恒压源配置策略
注
1. 虚线，指可选的连接
2. bg2v0通过avref+或dvref+引脚间接的作为恒压源时，r在25℃的阻值应大于100kω
2.2 高精度adc
pt32x033内部集成了一个12bit分辨率的高精度adc，下图为adc的框图
图3 adc框图
adc提供了几个可选的参考源：
vdda
bg2v0
avref+
在血糖仪应用中，选择bg2v0以提供成本和精度间的最佳平衡。
ntc温度算法
ntc的温度算法常见的有下列三种，这些算法都需要获得高精度的ntc电阻阻值作为前提。
1、b值法
2、查表法
3、线性拟合法
b值法需要占用较大的计算资源，但其得出的数据准确度较高，血糖仪demo板上使用的就是这种方法通过ntc阻值来计算温度，下面就重点对b值法进行描述：
3.1 b值法
b值法根据一条公式，仅需要代入ntc电阻值和b值这两个变量，即可获取温度值，可移植性高，操作方便，公式如下所示：
其中：
tn为常量，表示25℃的开尔文温度单位：298.15
b为变量，指ntc电阻的b值，血糖仪demo板上使用的ntc电阻b值为3380
273.15为常量，开氏度中的绝对零度，将开氏度减去绝对零度，即获得摄氏度
下面是根据上述公式，血糖仪demo程序封装的函数，如下图所示：
图4 基于b值法的函数
3.2 查表法
ntc的阻值对应着温度，查表法正是应用这个原理总结的一种较为流行的简单方法。
使用查表法，需要将ntc的相关阻值根据温度的规律，都记录在一个数组中，通过将当前计算得出的ntc电阻值与数组成员进行对比，从而获得对应的温度值。但查表法难以获取更加细分的温度值且实际操作复杂，需要建立数组，可移植性差。
3.3 线性拟合法
查表法的缺陷在于无法获取更细分的温度，且实际操作复杂，需要根据ntc数据手册的“阻值温度对应表”去建立数组，可移植性差。因此在这个基础上，还延伸了一种更为简便的方法：“线性拟合法”。
线性拟合法需要根据“阻值温度对应表”去拟合出一条线性公式，在程序上，通过这条线性公式，将计算得出的电阻值代入即可获取温度值。
但该方法同样也需要建立拟合数据，且可移植性差，实际操作较为繁琐。
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来源：澎湃微电子
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温度越低，这些氧化物材料的载流子（电子和空穴）数目减少，其电阻增大
温度越高，氧化物材料的载流子（电子和空穴）数目增多，其电阻减小
ntc电阻正以其成本低、精度高的特性，被越来越广泛的应用在各种场合。
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血糖仪采用电化学原理，测试血糖试纸反应区内的生化酶与血液中的葡萄糖产生的微电流，再转化成葡萄糖浓度读数。这一过程对于测试环境的温度有着较高的要求，适宜血糖仪运作的温度一般来说在10℃~40℃之间，太冷或者太热的环境均会影响其测试准确性。
使用ntc电阻检测温度并对结果进行温度补偿，避免测试结果因外界温度产生偏差，耽误病患的治疗，正成为一种主流的低成本解决方案。
基于pt32x033的ntc应用
ntc常规的应用是将热敏电阻和普通电阻器串联连接，并施加以恒定电压vin，再将端点电压vntc接入到adc中采样，如下图所示：
图1 ntc恒压驱动电路
使用上图所示的电路，热敏电阻此时的阻值，可以通过下面的公式计算得出：
2.1 多选的恒压源vin
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bg2v0通过avref+引脚间接的作为恒压源
bg2v0通过dvref+引脚间接的作为恒压源
如下图所示：
图2 可选的恒压源配置策略
注
1. 虚线，指可选的连接
2. bg2v0通过avref+或dvref+引脚间接的作为恒压源时，r在25℃的阻值应大于100kω
2.2 高精度adc
pt32x033内部集成了一个12bit分辨率的高精度adc，下图为adc的框图
图3 adc框图
adc提供了几个可选的参考源：
vdda
bg2v0
avref+
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1、b值法
2、查表法
3、线性拟合法
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3.1 b值法
b值法根据一条公式，仅需要代入ntc电阻值和b值这两个变量，即可获取温度值，可移植性高，操作方便，公式如下所示：
其中：
tn为常量，表示25℃的开尔文温度单位：298.15
b为变量，指ntc电阻的b值，血糖仪demo板上使用的ntc电阻b值为3380
273.15为常量，开氏度中的绝对零度，将开氏度减去绝对零度，即获得摄氏度
下面是根据上述公式，血糖仪demo程序封装的函数，如下图所示：
图4 基于b值法的函数
3.2 查表法
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