一、NTC测温原理
NTC热敏电阻测温，本质是将温度变化转化为可测量的电阻变化，再通过电路和算法转换为温度读数。
1. NTC的核心特性 - 负温度系数
NTC由对温度敏感的半导体金属氧化物材料制成。其内部的导电机制是“跃迁”导电。当温度升高时，材料中被束缚的电子获得更多能量，更容易挣脱束缚成为自由电子参与导电，同时材料本身也会产生更多的电子-空穴对。这导致材料的导电能力急剧增强，电阻值（Rt）呈指数规律显著下降。这种电阻随温度升高而减小的特性称为负温度系数（NTC）。
2. 电路实现 - 分压测量
为了测量NTC的电阻变化，最常用的方法是将其与一个精度和温漂都很好的固定参考电阻（Rs）串联，接入稳定的直流电压源（Vcc），形成一个分压器。NTC电阻（Rt）上的分压（Vout）即为测量点电压：Vout = Vcc * (Rt / (Rs + Rt))。
3. 信号采集 - ADC转换
使用微控制器（MCU）或其他数据采集系统内置的模数转换器（ADC） 通道，采集NTC两端的电压Vout。这个模拟电压值被ADC转换为数字量（ADC Code）。
4. 数学转换 - 温度计算
得到ADC值后，结合已知的Vcc、Rs和ADC的参考电压/分辨率，可以计算出当前的Rt值。最关键的一步是将Rt值转换为温度值。 由于NTC的Rt-T关系是高度非线性的，不能简单地用线性公式。通常采用精度较高的Steinhart-Hart方程：1/T = A + B * ln(Rt) + C * (ln(Rt))^3其中，T是绝对温度（单位：开尔文K），A, B, C 是NTC元件特定的常数（可从厂家数据手册获取）。或者使用精度稍低但计算更简单的B值方程（β值方程）：1/T = 1/T0 + (1/B) * ln(Rt/R0)其中，T0是参考温度（通常为25°C=298.15K），R0是NTC在T0温度下的标称电阻值，B是材料常数（B值）。MCU通过程序执行这些数学计算，最终得到精确的温度值（通常转换为摄氏度℃）。
二、NTC温度采集实现
1、理论计算
我选用了一个B值是3950,25℃下阻值为10KΩ，精度为1%的NTC电阻，来实现温度采集。首先是电路设计，使用3.3V供电，考虑到我的主要应用场景就是测室温，所以分压电阻选择10K，目的是为了让常温下的ADC阻值刚好落在整个测温范围的中间。C16用来滤除电源上过来的干扰。如下图所示：
下图是该NTC电阻所匹配的温度阻值对照表，一般NTC厂家均可提供。
下图是根据温度阻值表中各个温度值对应的实时阻值、串联电阻的阻值、ADC满量程的数字值，计算出来对应温度值的ADC数值。
2、代码实现
然后使用查表及二分法实现温度采集后的计算，以下代码经过测试验证。
/********************************************************************
* name: : TspBinaryTableSearch( uint16_t adc_val )
* description : Calculation of NTC temperature by binary table lookup method (二分法)
* Input : adc_val current adc value
* Output : uint16_t tempdat
* Return : None
********************************************************************/
static uint16_t TspBinaryTableSearch( uint16_t adc_val )
{
uint16_t start = 0U, end = 0U, mid = 0U,tempdat = 0U;
/* Get the arry length */
end = ( sizeof( NTC_adc_table )/ sizeof( NTC_adc_table[0] ) ) - 1U;
/* Data anomaly judgment */
if( adc_val <= TSP_SHORT_CIRCUIT_THRESHOLD )
{
return 1U;
}
else if( adc_val >= TSP_OPEN_CIRCUIT_THRESHOLD )
{
return 2U;
}
else if( adc_val > NTC_adc_table[0] )
{
return 3U;
}
else if( adc_val < NTC_adc_table[end - 1U] )
{
return 4U;
}
while ( start <= end )
{
/* Get the mid value */
mid = (start + end) >> 1;
/* Just find */
if( adc_val == NTC_adc_table[mid] )
{
break;
}
/* Right in between two temperature points */
if( ( adc_val < NTC_adc_table[mid] ) && ( adc_val > NTC_adc_table[mid+1U] ) )
{
break;
}
/* The current AD value less than the middle of the array indicates
/* the second half of the number to look for
*/
if( adc_val < NTC_adc_table[mid] )
{
start = mid + 1U;
}
/* The current AD value greater than the middle of the array indicates
* that the number to be found is in the first half
*/
else if( adc_val > NTC_adc_table[mid] )
{
end = mid - 1U;
}
}
tempdat = ( NTC_Temperature_table[mid] + (float)( NTC_adc_table[mid] - adc_val ) / (float)( NTC_adc_table[mid] - NTC_adc_table[mid+1] ) + 0.5)*10;
return tempdat;
}
以上就是今天的内容，书不尽言，难免有疏漏之处，还请多加斟酌，这里做个记录。