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热敏温度检测-分段曲线拟合、Steinhart-Hart与查表

内容包括3380热敏电阻温度阻值表,分段曲线拟合(包括系数计算),Steinhart-Hart根据方程(包括系数计算),查表法Rt=R*exp(B(1/T1-1/T2)计算等。紫色文字是超链接,点击自动跳转到相关博客。不断更新,原创不容易!
目录:
1)概述 2)Steinhart-Hart方程 3)C代码
1)硬件设计 2)NTC计算热敏电阻 3)C程序设计
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表1

Excel画折线图

例如:MF5A-103F-3380型热敏电阻 MF5A ------> 环氧包装型号 103 --------->常温25度的标称阻值为10K F -----------> 允许偏差为±1% 3380 ------> B值为3380K的NTC热敏电阻

那它的Rp=10000,T2=273.15 25,B=3380, RT=10000*EXP(3380*(1/T1-1/(273.15 25),此时代入,T1温度可在相应温度下找到热敏电阻的电阻值,并注意温度单位的转换。例如,如果我们需要零上10摄氏度的电阻值,T1就为(273.15 10)。

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公式:T1 =ln(Rt/Rp)/B 1/T2
#include "math.h"
const float Rp=10000.0; //10K常温下的标称阻值
const floatRT2= (273.15 25.0);//T2=25度对应于开氏温度
const float Bx =3380.0;//B值
const float Ka = 273.15;//开氏温度
float Get_Temp(void)
{
float Rt;
float temp;
Rt = Get_TempResistor();
//like this Rp=10000, T2=273.15+25,B=3380, Rt=10000*EXP(3380*(1/T1-1/(273.15+25))
//T1 = 1/((ln(Rt/Rp))/B+1/T2);B=LN(Rt/R)*(T1*T2)/(T2-T1)
  temp = Rt/Rp;
  temp = log(temp);//ln(Rt/Rp)
  temp/=Bx;//ln(Rt/Rp)/B
  temp+=(1/RT2);
  temp = 1/(temp);
  temp-=Ka;
  return temp;

使用经验公式法在整个温度区间内误差很大,多采用分段曲线拟合法(多项式拟合泰勒展开式)、Steinhart和Hart方程、查表法,以及根据Rt = R*exp(B(1/T1-1/T2))公式计算等。

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分段曲线拟合的介绍移步:https://download.csdn.net/download/liht_1634/85130856

分段曲线拟合系数计算收录在百度云盘“建模系数计算”,或移步:NTC热敏阻值_分段曲线拟合_系数计算,其计算用到“行列式与克莱姆法则”。

图2.2.1 温湿度传感器与STC12C5608AD的连接

#define R2t(Rt)  (Rt)*(Rt)

unsigned int  vin0[2];      //每个通道最近一次采样的电压值

图2.2.2 C代码

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1)概述
Steinhart-Hart方程 可以很好地近似将NTC的电阻值转换为温度。它不像热敏电阻表那么精确(毕竟是近似值),但3系数时已相当准确,如图2.3.5所示。
相关介绍移步: NTC热敏电阻Steinhart-Hart方程的应用(高精度4系数)-单片机文档类资源-CSDN下载
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2)Steinhart-Hart方程
它是已被确定为对于NTC热敏电阻和NTC探针组件中的电阻温度关系最好数学表达式的经验公式。
最常见的等式是:

图2.3.1 Steinhart-Hart等式1
其中:“T”以开尔文为单位,A,B和C是如下导出的系数:
首先,在三个不同的温度下测量热敏电阻。温度应均匀分布,间隔至少10度。使用这三个温度使用以下步骤求解三个联立方程:

图2.3.2 Steinhart-Hart方程

图2.3.3 求解系数
了解热敏电阻的A、B和C,它们以两种方式使用Steinhart-Hart方程。
1)如果已知电阻且需要温度,则使用上面的等式1。
2)如果已知温度并且需要预期阻值,请使用下面的公式5:

图2.3.4 Steinhart-Hart方程式5
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3)C代码 C语言里面只有两个函数log和log10,其中函数 log(x) 表示是以e为底的自然对数,即 ln(x)函数。 log10(x) 以10为底的对数,即 lg(x)。以其它数为底的对数用换底公式来表示:loga(b)=ln(b)/ln(a),C语言表示成log(b)/log(a)。Tsteinhart=1/(A+B*log(Rth)+C*pow(log(Rth),3))-273.15; Tbeta=1/(1/(273.15+25)+1/Beta*log(Rth/R25))-273.15;

系数A、B与C的求解移步:Steinhart-Hart温度系数计算。

图2.3.5

输入阻值即可得到较准确的温度,对应关系见表1所示,以下截取表1部分,温度相当准确。

图2.3.6

C-Free代码:

图2.3.7 45168欧姆对应-10℃

图2.3.8 930欧姆对应104℃

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查表法介绍:https://download.csdn.net/download/liht_1634/85130879

程序移步:单片机常用C代码汇总之

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1)硬件设计

这里使用的是MF52-103/100K热敏电阻,其中B为3950,它与10K电阻串联,由于热敏电阻随着温度的升高,电阻值降低,所以10K电阻两端的电压将上升。

图2.5.1

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2)NTC热敏电阻的计算

NTC 热敏电阻温度计算公式:Rt = R*exp(B(1/T1-1/T2))

其中,T1和T2指的是K度,即开尔文温度。

Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值。

R是热敏电阻在T2常温下的标称阻值。100K的热敏电阻25℃的值为10K(即R=10K)。T2=(273.15+25)

exp是e的n次方

B值是热敏电阻的重要参数

通过转换可以得到温度T1与电阻Rt的关系T1=1/(ln(Rt/R)/B+1/T2),这里可以将ln换算成log,即T1=1/(log(Rt/R)/B+1/T2)。

对应的摄氏温度t=T1-273.15,同时+0.5的误差矫正。

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3)C程序设计

首先,我们只需要知道当前温度下热敏电阻的阻值就可以算出温度。

该硬件电路是一个简单的串联分压电路,所以通过欧姆定律就可以很容易求得当前温度下的热敏电阻的阻值。

下面是C实现的代码。

//电压换算成温度

void temp_data(void)

{

  float Rt=0;

  float Rp=10000;

  float T2=273.15+25;

  float Bx=3950;

  float Ka=273.15;

  float vol=0;

  

  vol=(float)((Get_Adc_Average(ADC_Channel_5,10))*(3.3/4096));

  Rt=(3.3-vol)*10000/vol;

  temp=1/(1/T2+log(Rt/Rp)/Bx)-Ka+0.5;

}

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STM32单片机可用于嵌入实际工程的程序移步:STM32F103_AM2320,51单片机可联系本人提供。

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Proteus仿真多机通讯_仓库测温移步:DS18B20多机通讯_仓库测温(Proteus)-单片机文档类资源-CSDN下载

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标签: 10rp电阻

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