NTC电阻测温电路与ADC换算

一、电路结构

• 电源电压：3.3V
• 电阻分压结构：

3.3V --- R_fixed(10kΩ) ---●--- R_ntc(10kΩ@25℃) --- GND
                           |
                         ADC采样

• 说明：

  • R_fixed 为固定电阻 10kΩ
  • R_ntc 为 NTC 热敏电阻，阻值随温度变化
  • ADC 读取的是中间节点的电压值

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二、ADC换算电压

设 ADC 分辨率 = 12 位，则满量程 = 4095。
采样结果记为 adc_val，则电压为：

$$V_{adc}=\frac{adc\_val}{4095}\times 3.3(V)$$

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三、电阻计算

根据分压公式：

$$V_{adc}=\frac{R_{ntc}}{R_{fixed}+R_{ntc}}\times V_{cc}$$

整理得：

$$R_{ntc}=R_{fixed}\times \frac{V_{adc}}{V_{cc}-V_{adc}}$$

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四、阻值换算温度

NTC 特性满足 Beta 模型近似：

$$\frac{1}{T}=\frac{1}{T_0}+\frac{1}{B}\ln \frac{R_{ntc}}{R_0}$$

其中：

• $T$ = 热敏电阻的绝对温度 (K)
• $T_0$ = 标称温度 (通常 25℃ = 298.15K)
• $R_0$ = 标称温度下阻值 (10kΩ@25℃)
• $B$ = Beta 系数（典型 3435~3950K，具体看数据手册）

换算摄氏温度：

$$T_{℃}=T(K)-273.15$$

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五、计算流程总结

1. 读取 ADC 值 → 转电压 $V_{adc}$
2. 由分压公式求 $R_{ntc}$
3. 代入 Beta 方程求温度（K）
4. 转换为 ℃

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六、示例代码 (以村田的型号为NCP18XH103F03RB R0603的NTC为例)

#include <math.h>

#define VREF        3.3f
#define ADC_MAX     4095.0f
#define R_FIXED     10000.0f   // 10kΩ 上拉电阻
#define R25         10000.0f   // 25°C 阻值
#define T0          298.15f    // 25°C = 298.15 K
#define BETA        3434.0f    // Murata NCP18XH103F03RB (25–85°C)

float NTC_GetTemperature(uint16_t adc_raw)
{
    // 1. 电压
    float v_adc = (adc_raw / ADC_MAX) * VREF;

    if (v_adc <= 0.0f || v_adc >= VREF) return -273.15f; // 错误保护

    // 2. 计算 NTC 电阻
    float r_ntc = R_FIXED * v_adc / (VREF - v_adc);

    // 3. Beta 公式求温度
    float tempK = 1.0f / ( (1.0f / T0) + (1.0f / BETA) * logf(r_ntc / R25) );

    return tempK - 273.15f; // 转为摄氏度
}

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要点：

• 一定要知道 NTC 的 Beta 值（比如 B=3950K），否则换算会不准。
• 如果精度要求高，可以查厂家提供的 NTC 阻值-温度对照表，做查表+插值。

输出：

• 使用的换算值为adc[2]