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基于RC充放电的NTC热敏电阻测温试验

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基于RC充放电的NTC热敏电阻测温试验 利用单片机I/O口使用RC充放电原理进行温度测量，前提是单片机的I/O口应有高阻功能，若为AT89C51/AT89C2051系列单片机其I/O口为准双向口无高阻功能；所以，需加一只三极管进行高阻功能扩展。下图中RK为10K精密电阻（精度为1%），RT为10K精度为1%的NTC热敏电阻，C1为0.1uf的瓷片电容。其中电阻和电容的选择应更据单片机的时钟频率及RC充放电时间常数进行选择；选择方法是在保证RK与RT和C1之间的充放电时间常数不能大于单片机内部的定时器的最大定时时间，若无法达到要求，则需降低单片机的时钟频率。本文提供了一种电路非常简单，且易于实现，并且适用于几乎所有类型的单片机。其电路原理图如下所示：

图中： P1.0、P1.1和P1.2是单片机的3个I／O脚； RK为100k的精密电阻； RT为100K－精度为1％的热敏电阻； R1为100Ω的普通电阻，若单片机的I/O口灌入电流大于20mA则R1可用导线代替； C1为0.1μ的瓷片电容。

其工作原理为： 1.先将P1.0、P1.1、P1.2都设为低电平输出，使C1放电至放完。 2.将P1.1、P1.2设置为输入状态，P1.0设为高电平输出，通过RK电阻对C1充电，单片机内部计时器清零并开始计时，检测P1.2口状态，当P1.2口检测为高电平时，即C1上的电压达到单片机高电平输入的门嵌电压时，单片机计时器记录下从开始充电到P1.2口转变为高电平的时间TK。 3.将P1.0、P1.1、P1.2都设为低电平输出，使C1放电至放完。 4.再将P1.0、P1.2设置为输入状态，P1.1设为高电平输出，通过RT电阻对C1充电，单片机内部计时器清零并开始计时，检测P1.2口状态，当P1.2口检测为高电平时，单片机计时器记录下从开始充电到P1.2口转变为高电平的时间TT。 5.从电容的电压公式：

可以得到：TK／RK＝TT／RT，即 RT＝(TT／TK)×RK 通过单片机计算得到热敏电阻RT的阻值。并通过查表法可以得到温度值。 从上面所述可以看出，该测温电路的误差来源于以下几个方面：单片机的定时器精度，RK电阻的精度，热敏电阻RT的精度，而与单片机的输出电压值、门嵌电压值、电容精度无关。因此，适当选取热敏电阻和精密电阻的精度，单片机的工作频率够高，就可以得到较好的测温精度。当单片机选用4MHz的工作频率，RK、RT均为1％精度的电阻时，温度误差可以做到小于1℃。如果P1.2具有外部上升沿中断的功能，程序可以更简单，效果更好。 本试验使用AT89C2051单片机，利用了AT89C2051的P1.0或P1.1脚无上拉电阻的特点，否则需I/O口具有高阻功能的单片机或在放电回路加入一只二极管才能实现。

原理图如下：

图2 本图使用了内部比较器 注意：电路中的P1.2与P1.3应对调连接，即P1.2控制热敏电阻充电，P1.3控制固定电阻充电。若采用比较器则比较器同相输入端的分压电阻供电应使用精密稳压电源（如TL431等），令外RC充放电回路也应采用精密稳压电源供电，否则，显示的温度值将在很大范围内跳变，这是由于电压波动造成的，可以在单片机供电电路中加一个精密稳压器件。由于AT89C2051的I/O口为准双向口无高阻态功能，所以加入三极管来实现高阻态。 图3 使用I/O口 程序如下：

/****************************************************************************************** 本程序利用I/O口的阀值电压来代替电压比较器进行RC充电时间的计算 ******************************************************************************************/

#include sbit over=P1^1; //用于检测充电电压 sbit CLK=P1^7; //MAX7219时钟信号线 sbit LD=P1^6; //数据加载线 sbit DIN=P1^5; //数据输入线 unsigned char code disp_table[]={0x7e,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x70,0x7f,0x7b, 0x77,0x1f,0x4e,0x3d,0x01,0x00}; //非译码方式时的共阴数码管显示编码,0~9,E,o,r,d,-,息灭 unsigned int code temp_table1[]={2953,3092,3238,3392,3554,3726,3908,4099,4302,4516,4743,4983,5237, 5507,5792,6095,6416,6756,7118,7502,7910,8348,8804,9295,9818,10374,10966,11598,12272,12991,13759, 14579,15455,16392,17394,18467,19616,20847,22167,23583,25000}; //负温度查表值（-1~-40） unsigned int code temp_table2[]={2822,2697,2579,2467,2360,2259,2163,2071,1984,1901,1823,1748,1676, 1608,1543,1482,1423,1366,1313,1262,1213,1166,1122,1079,1038,1000,962,927,893,860,829,799,771,743, 717,692,668,644,622,601,580,561,542,524,507,490,474,458,444,429,416,402,390,377,366,354,343,333, 323,313,303,294,286,277,269,261}; //0~66度查表值 unsigned char code temp_table3[]={253,246,239,232,226,219,213,207,201,196,190,185,180,175,171,166, 162,157,153,149,145,142,138,134,131,128,124,121,118,115,112,110,107,104,102,99,97,95,93,90,88,86, 84,82,80,79,77,75,73,72,70,69,67,66,64,63,61,60,59,57,56,55,50}; //67~127度查表值 void w_max7219(unsigned char addr,unsigned char wdata); //向MAX7219写数据函数声明 void init_max7219(); //MAX7219初始化函数声明 void timer_ms(unsigned char tim); //毫秒级延时函数声明 void temp_ntc(); //NTC热敏电阻测温函数声明

/****************************************************************************************** 函数名称：main 函数说明：主函数 入口参数： 出口参数： 其 它： ******************************************************************************************/ main() { TMOD=0x01; //设置T0的工作模式 init_max7219(); //MAX7219初始化函数 m1: temp_ntc(); //NTC热敏电阻测温函数 goto m1; }

/****************************************************************************************** 函数名称：temp_ntc 函数说明：NTC热敏电阻测温函数 入口参数： 出口参数： 其 它： ******************************************************************************************/ void temp_ntc() { bit flag; unsigned char j,t,bw,sw,gw; unsigned int rt,temp; float c=0,a,b; for(j=0;j<10;j++) { P1=0xf1; //放电 timer_ms(5); //延时等待电放完 TH0=0x00; //定时器T0清零 TL0=0x00; P1=0xfb; //使用RK冲电 TR0=1; //启动T0计时 while(over==0); //等待P1.1口变为高电平 TR0=0; P1=0xf1; //放电 b=(TH0<<8)|TL0; //读取冲电时间 TH0=0x00; TL0=0x00; P1=0xf1; //放电 timer_ms(5); P1=0xf7; //使用热敏电阻冲电 TR0=1; while(over==0); TR0=0; a=(TH0<<8)|TL0; P1=0xf1; c=c+(a/b); //累加10测量结果 } rt=((c/10)*10)*100; //先除以10求平均值,再乘以10求传感器电阻值,并放大100倍以便查表求出温度值。 if(rt>2822) //判断热敏电阻值是否在0度以下，否则跳转并继续比较 { flag=0; //负温度，并将标志位清零 for(j=1;j<=40;j++) //查表求出温度值 { temp=temp_table1[j]; if(rt<=temp) break; //条件满足则退出循环 } if(rt!=temp) j--; t=j; //保存温度值 } else if(rt>253) //判断热敏电阻值是否在0~66度之间，否则跳转并继续比较 { flag=1; //正温度，并将标志位置1 for(j=0;j<=65;j++) { temp=temp_table2[j]; if(rt>=temp) break; } if(rt!=temp) j--; t=j; } else if(rt>50) //判断热敏电阻值是否在67~127度之间，否则为热敏电阻短路 { flag=1; for(j=0;j<=63;j++) { temp=temp_table3[j]; if(rt>=temp) break; } if(rt!=temp) j--; t=66+j; } else t=0; //热敏电阻短路时显示0 /*******正负温度显示处理程序*******/

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NTCPTC检测方法

NTCPTC检测方法

NTCPTC检测方法NTC（Negative Temperature Coefficient）PTC（Positive Temperature Coefficient）是指温度敏感的电阻器，其电阻值随温度的变化而发生变化。

在电子电路中，NTC PTC常被用于温度测量、过温保护和温度补偿等应用。

下面将介绍一些常见的NTC PTC检测方法。

1.电阻-温度特性曲线测试法：该方法通过测试NTCPTC在不同温度下的电阻值，得到电阻-温度特性曲线。

主要步骤为：1）将NTCPTC连接到电路中，形成一个电阻测量回路；2）通过改变环境温度，分别记录不同温度下的NTCPTC电阻值；3）根据记录的电阻-温度数据，绘制电阻-温度特性曲线；4）利用曲线来计算NTCPTC在不同温度下的电阻值。

2.热敏电阻测试仪器法：该方法利用专用的热敏电阻测试仪器进行测量。

主要步骤为：1）连接NTCPTC到测试仪器上；2）设置测试仪器的工作模式和温度范围等参数；3）启动测试仪器，开始测试；4）测试仪器通过内部测温元件感知NTCPTC的温度，并测量NTCPTC 的电阻值；5）测试仪器会自动记录和显示NTCPTC在不同温度下的电阻值。

3.线性化电路法：该方法利用线性化电路来估计NTCPTC的温度。

主要步骤为：1）将NTCPTC接入一个线性化电路中，例如差分放大电路或电桥电路等；2）根据线性化电路的特点和设计要求，计算NTCPTC的电阻值与温度之间的关系；3）通过测量线性化电路中的电压、电流或其他参量，推算出NTCPTC的温度。

4.热电偶法：该方法利用热电偶原理来测量NTCPTC的温度。

主要步骤为：1）将NTCPTC与另一种不同温度特性的传感器（如热电偶）进行耦合；2）通过测量NTCPTC和热电偶之间的电压差，推算出NTCPTC的温度。

以上是常见的NTCPTC检测方法，不同的方法适用于不同的应用场景和需求。

选择合适的方法来检测NTCPTC的温度特性，可以确保其正常工作并提高系统的稳定性和可靠性。

热敏电阻传感器实训报告

热敏电阻传感器实训报告

一、引言热敏电阻传感器是一种广泛应用于温度测量和控制的传感器，它能够将温度变化转化为电信号输出，具有结构简单、响应速度快、灵敏度高等优点。

本实训报告旨在通过对热敏电阻传感器的原理、特性、应用等方面的学习，了解热敏电阻传感器的工作原理，掌握其使用方法，并对其进行实验验证。

二、实验原理热敏电阻传感器是利用半导体材料的电阻值随温度变化而变化的特性制成的。

根据温度系数的不同，热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。

1. NTC热敏电阻：当温度升高时，NTC热敏电阻的电阻值会减小，具有负温度系数。

其电阻值随温度变化的曲线呈非线性，一般用于温度测量和控制。

2. PTC热敏电阻：当温度升高时，PTC热敏电阻的电阻值会增大，具有正温度系数。

其电阻值随温度变化的曲线呈非线性，一般用于过热保护、温度补偿等。

三、实验目的1. 了解热敏电阻传感器的原理、特性和应用。

2. 掌握热敏电阻传感器的使用方法。

3. 通过实验验证热敏电阻传感器的性能。

四、实验器材1. 热敏电阻传感器（NTC、PTC各一只）2. 温度控制器3. 电压表4. 电流表5. 电阻箱6. 电源7. 连接线五、实验步骤1. 将NTC和PTC热敏电阻分别接入电路，通过调节温度控制器改变温度，观察电压表和电流表的读数。

2. 记录不同温度下NTC和PTC热敏电阻的电阻值，绘制电阻-温度曲线。

3. 分析电阻-温度曲线，了解NTC和PTC热敏电阻的特性。

4. 通过实验验证热敏电阻传感器的性能，如灵敏度、线性度等。

六、实验结果与分析1. 实验结果（1）NTC热敏电阻的电阻-温度曲线呈非线性，随着温度的升高，电阻值逐渐减小。

（2）PTC热敏电阻的电阻-温度曲线呈非线性，随着温度的升高，电阻值逐渐增大。

2. 分析（1）NTC热敏电阻的灵敏度较高，在较小的温度变化下，电阻值变化较大，适用于精确测量温度。

（2）PTC热敏电阻的灵敏度较低，但在高温下具有较高的电阻值，适用于过热保护等应用。

实验三NTC和PTC热敏电阻温度特性的研究

实验三NTC和PTC热敏电阻温度特性的研究

实验三NTC和PTC热敏电阻温度特性的研究温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。

温度传感器种类很多，典型的热电式传感器有热电偶、热电阻和热敏电阻。

热敏电阻对于温度变化非常敏感，将其运用于非平衡电桥中，可将温度及与温度相关的非电量转化为电参量的变化，因此被广泛应用于自动化控制、温度测量技术、遥控等方而。

热敏电阻由半导体材料制成，它的电阻温度系数比金属的大几百倍，有着极其灵敏的电阻温度效应，同时它还具有体积小、反应快等优点。

热敏电阻按照温度系数的不同分为：正温度系数热敏电阻（简称PTC热敏电阻）和负温度系数热敏电阻（简称NTC热敏电阻）。

NTC热敏电阻是Negative Temperature Coefficient的缩写，意思是负温度系数热敏电阻。

图3-1环氧封装系列\TC热墩电阻图3-2菠璃封装系列NTC热敏迫阻NTC热敏电阻的阻值随着NTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的减小，温度越高，电阻值越小。

它是以锈、钻、線和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的，如图3-1、图3-2所示。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因此在导电方式上完全类似错、硅等半导体材料。

温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和空穴）数目少，所以英电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。

NTC热敏电阻器在室温下的变化范囤在100~1000000欧姆。

NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

PTC热敏电阻是Positive Temperature Coefficient的缩写，意思是正的温度系数。

PTC 热敏电阻超过一左的温度（居里温度）时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增髙。

PTC 热敏电阻除测温、控温、在电子线路中作温度补偿外，还制成各类加热器，有机高分子PTC 热敏电阻适合作为电路保护元件（如过载保护）。

测量ntc型热敏电阻电流标准

测量ntc型热敏电阻电流标准

测量ntc型热敏电阻电流标准NTC型热敏电阻电流标准NTC型热敏电阻（Negative Temperature Coefficient Thermistor）是一种基于热敏效应的电子元件，其电阻值会随着温度的变化而发生改变。

为了确保NTC型热敏电阻的正常工作，有必要对其标准电流进行测量和调整。

本文将介绍NTC型热敏电阻电流标准的重要性及相关测量方法。

一、NTC型热敏电阻电流标准的重要性NTC型热敏电阻在实际应用中具有广泛的用途，常常用于温度测量、温度补偿以及温控等领域。

为了确保NTC型热敏电阻输出的准确温度值，需要对其电流进行标准化。

合理的电流值能够提高NTC型热敏电阻的稳定性和精度，从而提高整个系统的可靠性和性能。

二、NTC型热敏电阻电流的测量方法为了测量NTC型热敏电阻电流并调整至标准值，可以采用以下步骤：1. 器件准备：选取一只NTC型热敏电阻和电流测量仪器。

确保测量仪器能够提供稳定、精确的电流源。

2. 电路连接：将NTC型热敏电阻和电流测量仪器按照电路连接图连接。

3. 设置初始电流值：通过电流测量仪器，设置初始电流值，并将其保持一段时间，以使系统达到稳定状态。

4. 测量电压和电流：使用电压表和电流表分别测量NTC型热敏电阻的电压和电流值。

记录测量结果。

5. 调整电流至标准值：根据测量结果，进行计算和比较，将电流调整至预设的标准值。

可通过增加或减少输入电流来实现调整。

6. 重复测量：在调整电流后，再次进行电压和电流的测量，以确保电流已经调整到标准值。

7. 结果验证：将调整后的NTC型热敏电阻进行实际应用测试，验证其输出温度值是否与预期相符。

三、总结NTC型热敏电阻电流标准对确保系统的可靠性和性能起着重要作用。

通过合理调整电流值，可以提高NTC型热敏电阻的稳定性和精确度，从而提高整个系统的工作效能。

以上是关于NTC型热敏电阻电流标准的介绍。

希望本文能够帮助读者更好地理解NTC型热敏电阻的电流标准，并正确进行测量和调整。