NTC在MCU测温中的电路结构及原理详解

NTC在MCU测温中的电路结构及原理详解

热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

有一客户的光模块所使用的国产MCU自带测温功能，但客户对其精度不满意，想要选择一款热敏电阻来进行MCU温度测试，推荐了硕凯电子的NTCSN0402X103F3435FA，主要参数如下。本文将介绍NTC用于MCU测温的电路结构及原理。

表1 SN0402X103F3435FA的主要参数
标称电阻Rc：环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值
热敏系数（B值）：两个温度下零功率电阻值的自然对数之差与这两个温度的倒数之差的比值；热敏系数的值越大表明温度每变化1度，其阻值变化越大，即灵敏度越高。

NTC电阻对温度变化的响应通常是线性的；PTC电阻会随温度的增加发生轻微变化，直到达到“切换点”，之后电阻值会发生几个数量级的增加。可以看出NTC更适合测温，NTC的线性响应比PTC更容易计算温度。

温度计算公式中T1和T指的是K度，即开尔文温度，开氏度=摄氏度+273.15；RC是T温度时热敏电阻的标称电阻，RC为10kΩ，T为25℃；Rntc是T1温度时热敏电阻的实际电阻值；B为热敏系数3435K。

公式转换后T1为
如上计算出的是开尔文温度，再减去273.15，就是摄氏度。

NTC的初始电阻大，因此对电流的阻碍作用就更大，可以有效地阻挡住尖峰电流，当电路趋于稳定时，NTC电阻就逐渐变小，从而保护电路。

图1 热敏电阻测温电路

电路的电压电阻关系，可以通过输入ADC的电压结果计算得到Rntc的值，再由Rntc可计算得到实际开尔文温度T1，再转换即可得到摄氏度温度，这就是热敏电阻NTC的测温电路及计算原理。