基于NTC的電路控溫設(shè)計(jì)方案

NTC（Negative Temperature Coefficient）是一種隨溫度上升時(shí)，電阻值呈指數(shù)關(guān)系減小的熱敏電阻。應(yīng)用廣泛，最近我們就采用了NTC來控制加熱并測溫，并達(dá)到了預(yù)期的效果。

1、硬件設(shè)計(jì)

我們使用三極管作為加熱元件，通過NTC來控制通過三極管的電流，以起到控制溫度的作用，至于溫度控制到多少，可以通過調(diào)節(jié)電位器來控制。同時(shí)使用另一個(gè)NTC來測量當(dāng)前的溫度。電路圖如下：

上圖中我們通過一個(gè)電橋來采集NTC電阻的變化，因?yàn)殡娮璧淖兓瘯?huì)引起C17兩端電壓的變化。溫度越高NTC電阻越小，C17兩端電壓差就越大，反之越小。我們采用了25攝氏度時(shí)，阻值為10K的NTC。不難推斷出輸出電壓與NTC電阻值得關(guān)系。當(dāng)輸出電壓為0V時(shí)，電阻約25K，查表可知唯獨(dú)為5攝氏度左右。當(dāng)輸出電壓為5V時(shí)，電阻值接近0，查表可知在100攝氏度以上。職業(yè)便是這個(gè)電路的理論測量范圍。

2、軟件設(shè)計(jì)

前面我們設(shè)計(jì)了測量電路，也分析了檢測電壓與NTC電阻制的關(guān)系。接下來我們主要討論一下軟件設(shè)計(jì)。軟件的設(shè)計(jì)我們采用了公式法和查表法兩種方式來獲取溫度值。

（1）公式法

我們前面已經(jīng)提到過，NTC是一種隨溫度上升時(shí)，電阻值呈指數(shù)關(guān)系減小的熱敏電阻。而這種指數(shù)關(guān)系具體如下：

其中，B是NTC的常數(shù)，每種為固定值。Rt是NTC的電阻，R為標(biāo)稱25攝氏度時(shí)的電阻。T1是Rt對應(yīng)的開氏溫度，T2是標(biāo)稱的開氏溫度。于是我們就可以推導(dǎo)出有電阻計(jì)算溫度的公式：

根據(jù)以上公式我們可以實(shí)現(xiàn)：

/*公式法計(jì)算NTC溫度值*/

static float FormulaNTCTemperature(floatresistance)

{

floattemp;

floatresult=0.0;

result=resistance/NTC_NOMINAL_RESISTANCE;

result=(log(result)/NTC_NOMINAL_CONSTANT)+(1/(NTC_NOMINAL_TEMPERATURE+KELVIN_CONSTANT));

temp=1/result-KELVIN_CONSTANT;

returntemp;

}

（2）查表法

查表法顧名思義就是通過電阻分度表來獲取溫度區(qū)間，再做擬合。首先我們需要建立相應(yīng)的表我們定義為數(shù)組。有了分度表實(shí)現(xiàn)也就簡單了，但需要注意兩端極限位置的處理。具體實(shí)現(xiàn)如下：

/*查表法計(jì)算NTC溫度值*/

static float LookupNTCTemperature(float resistance)

{

floattemp;

uint16_tindex=NTC_TABLE_LENGTH+10;

index=FindTargetLocation(resistance);

IF(index<=0)

{

temp=ntcValueTable[0][0];

}

elseif(index>=NTC_TABLE_LENGTH)

{

temp=ntcValueTable[0][NTC_TABLE_LENGTH-1];

}

else

{

floatlowT=ntcValueTable[0][index-1];

//? ? floathighT=ntcValueTable[0][index];

floatlowR=ntcValueTable[1][index-1];

floathighR=ntcValueTable[1][index];

temp=((resistance-lowR)*0.5)/(highR-lowR)+lowT;

}

returntemp;

}

/*查找目標(biāo)位置*/

static uint16_t FindTargetLocation(floatresistance)

{

uint16_tposition=0;

while(ntcValueTable[1][position]>resistance)

{

if(position

{

position++;

}

else

{

position++;

break;

}

}

returnposition;

}