标题: Steinhart-hart方程ntc热敏电阻测温电阻计算公式 [打印本页]

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 18:05
标题: Steinhart-hart方程ntc热敏电阻测温电阻计算公式
这是一段使用Steinhart-hart方程做ntc测温的代码。这个函数只需要ntc100度和ntc0度的固定值和一个现场测得的ad值就可以测出温度，其中是怎么利用ad值计算出当前温度的电阻值的，有没有大佬可以解答一下呢？
/*************************************************
函数名称：  NTC30K_function
函数功能：  NTC30K计算函数
函数形参：  
            advalue：adc值
            advalue_NT0：校正的0度ADC
            advalue_NT100：校正的100度ADC
            advalue_NTShort：校正的偏移ADC,NTC短路值
函数返回值：温度值
*************************************************/
FP32 NTC30K_function(FP32 advalue,FP32 advalue_NT0,FP32 advalue_NT100,FP32 advalue_NTShort)
{
  FP32 REF,VREF,Rt,LNR;
  REF=94980*2069*(advalue_NT0-advalue_NT100);
  REF=REF/(94980*(advalue_NT100-advalue_NTShort)-2069*(advalue_NT0-advalue_NTShort));
  VREF=(advalue_NT100-advalue_NTShort)*((2069+REF)/2069);
  advalue=advalue-advalue_NTShort;
  Rt=(advalue*REF)/(VREF-advalue);
  LNR=log(Rt);
  Rt=(1/(0.00093494+(0.0002211*LNR)+(0.0000001275*LNR*LNR*LNR)))-273.15;
  return(Rt);
}

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 18:07
/*************************************************
函数名称：  NTC30K_function
函数功能：  NTC30K计算函数
函数形参：  
            advalue：adc值
            advalue_NT0：校正的0度ADC
            advalue_NT100：校正的100度ADC
            advalue_NTShort：校正的偏移ADC
函数返回值：温度值
*************************************************/
FP32 NTC30K_function(FP32 advalue,FP32 advalue_NT0,FP32 advalue_NT100,FP32 advalue_NTShort)
{
  FP32 REF,VREF,Rt,LNR;
  REF=94980*2069*(advalue_NT0-advalue_NT100);
  REF=REF/(94980*(advalue_NT100-advalue_NTShort)-2069*(advalue_NT0-advalue_NTShort));
  VREF=(advalue_NT100-advalue_NTShort)*((2069+REF)/2069);
  advalue=advalue-advalue_NTShort;
  Rt=(advalue*REF)/(VREF-advalue);
  LNR=log(Rt);
  Rt=(1/(0.00093494+(0.0002211*LNR)+(0.0000001275*LNR*LNR*LNR)))-273.15;
  return(Rt);
}

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作者: 17337161031    时间: 2022-6-8 18:45
中间那一段代码就是对采集到的数据的转换，那就是计算的啊，你写成公式的形式就比较清晰了

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 18:53

17337161031 发表于 2022-6-8 18:45
中间那一段代码就是对采集到的数据的转换，那就是计算的啊，你写成公式的形式就比较清晰了

电阻值具体是怎么从3个ad量算出来的呢？

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 18:56

17337161031 发表于 2022-6-8 18:45
中间那一段代码就是对采集到的数据的转换，那就是计算的啊，你写成公式的形式就比较清晰了

94980和2069是0度和100度对应的阻值

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作者: Hephaestus    时间: 2022-6-8 18:57
你的问题跟硬件相关，没有电路图我们也不会算命。

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 19:02

Hephaestus 发表于 2022-6-8 18:57
你的问题跟硬件相关，没有电路图我们也不会算命。

这是电路

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作者: Hephaestus    时间: 2022-6-8 19:07

路明非. 发表于 2022-6-8 19:02
这是电路

这电路图画的只能说一个字：服！连NTC在哪里都可以看不到。

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 19:09

Hephaestus 发表于 2022-6-8 19:07
这电路图画的只能说一个字：服！连NTC在哪里都可以看不到。

TP+是ntc

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 19:10

Hephaestus 发表于 2022-6-8 19:07
这电路图画的只能说一个字：服！连NTC在哪里都可以看不到。

tp+是ntc

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作者: wulin    时间: 2022-6-8 20:40
楼主所述NTC热敏电阻可能是PT100、PT1000等铂电阻。普通NTC热敏电阻几乎不可能通过公式计算获得较准确温度值。NTC热敏电阻不同厂家产品温阻曲线差异较大，同一厂家相同规格的产品电参数也有较大离散性。不适合用公式计算温度值。除非对精度要求很低。

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 21:08

wulin 发表于 2022-6-8 20:40
楼主所述NTC热敏电阻可能是PT100、PT1000等铂电阻。普通NTC热敏电阻几乎不可能通过公式计算获得较准确温度 ...

实际情况是ntc测温的确用的公式计算的而且测温精度还很高，具体参考Steinhart-hart方程

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作者: Hephaestus    时间: 2022-6-8 21:10

wulin 发表于 2022-6-8 20:40
楼主所述NTC热敏电阻可能是PT100、PT1000等铂电阻。普通NTC热敏电阻几乎不可能通过公式计算获得较准确温度 ...

你看了代码再来发言好不好？什么都不懂就上来胡说很没有礼貌的。楼主明显是个30k的NTC，B值未知。而且标定了三个点，1）短路NTC测试放大以及ADC环节的误差；2）0度时NTC的值；3）100度时NTC的值。

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作者: Y_G_G    时间: 2022-6-8 21:46
如果不是内存实在不够用,NTC用查表是常用也是最实在的
至于这个方程的原理,它是两个老外一个叫Steinhart,一个叫Hart,合起来就是Steinhart-Hart,根据热敏电阻的特性研究出来的
个人感觉原理什么的并不重要,你上网也不一定能查得到,会用就行
电子编程这一块,那么多恐怖的公式,哪能个个都知道原理呀

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作者: 路明非.    时间: 2022-6-8 22:19

Y_G_G 发表于 2022-6-8 21:46
如果不是内存实在不够用,NTC用查表是常用也是最实在的
至于这个方程的原理,它是两个老外一个叫Steinhart, ...

知道原理才能改进提高啊，这个利用三个点校准也是为了提高测温的精度，而且这样测温精度高反应速度也快

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作者: Hephaestus    时间: 2022-6-8 22:21

Y_G_G 发表于 2022-6-8 21:46
如果不是内存实在不够用,NTC用查表是常用也是最实在的
至于这个方程的原理,它是两个老外一个叫Steinhart, ...

你错了，Steinhart-hart方程用这两句就解决完了，完全没有任何难度，不存在看不懂的地方。
  LNR=log(Rt);
  Rt=(1/(0.00093494+(0.0002211*LNR)+(0.0000001275*LNR*LNR*LNR)))-273.15;

楼主的问题是第一句的Rt是怎么来的，这个前面的代码也太复杂了，要动手算算。

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作者: wulin    时间: 2022-6-9 07:29

Hephaestus 发表于 2022-6-8 21:10
你看了代码再来发言好不好？什么都不懂就上来胡说很没有礼貌的。楼主明显是个30k的NTC，B值未知。而且标 ...

楼主所列代码确实没看懂。只知道NTC是在25度条件下的标称精度，25~50度的标称B值。偏离标准温度越多，精度和B值误差越大。用固定公式计算，除非对NTC元件预选，否则很难批量生产。大佬如有自动纠偏的方法，还望分享。 中国NTC温度传感器150K B3950 ±1%.rar (28.31 KB, 下载次数: 19)

2022-6-9 07:29 上传

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作者: aide51    时间: 2022-6-9 08:39
温度计算，Steinhart-Hart方程和B值法

使用Steinhart-Hart方程或者B值计算方法将热敏电阻的电阻值转换为温度读数。

  Steinhart-Hart方程计算法：

1/T = A + B*ln(R) + C*[ln(R)]

这里: T 为绝对温度K(开尔文温度)，R 单位是欧姆

. 温度系数B值计算法：

Rt = R(25℃)*exp[B*(1/T - 1/298.15)]

这里：T 为绝对温度K(开尔文温度 = 273.15)，R(25℃) 是热敏电阻在 25℃时的阻值 (单位为Ω)，exp是e的n次方；

3. C语言实现的温度计算公式

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;


  ln、log、lg在数学公式中和c语言中的区别：

参考：cplusplus的"<cmath> (math.h) - C++ Reference"这篇文章

数学中log是对数符号，右边写真数和底数（上面是真数,下面是底数）lg是以10为底数（例lg100=2）（lg为常用对数）ln是以e为底数（lne2=2）（ln为自然对数 e=2.718281828459045...）

  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)。

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作者: Y_G_G    时间: 2022-6-9 13:31

路明非. 发表于 2022-6-8 22:19
知道原理才能改进提高啊，这个利用三个点校准也是为了提高测温的精度，而且这样测温精度高反应速度也快

想要精度高就查表

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作者: fbn20050523    时间: 2022-6-10 12:39

Y_G_G 发表于 2022-6-9 13:31
想要精度高就查表

我认为这个方程好像贝塞尔曲线通过控制点拟合的结果

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作者: 路明非.    时间: 2022-7-13 21:48
公式的推导过程

ntc.jpg (403.62 KB, 下载次数: 131)

下载附件

2022-7-13 21:47 上传

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作者: lkg1    时间: 2022-7-15 23:17
刚好也在研究一个仪器的NTC测温电路，界面显示是一个电压值多少mv，旁边一个温度值。能查到系统的a b c值，正在研究中，有什么进展大家共同分享

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作者: hui7279    时间: 2024-1-20 16:17


REF=94980*2069*(advalue_NT0-advalue_NT100);
//将ADC值转换为校准的ADC值
REF=REF/(94980*(advalue_NT100-advalue_NTShort)-2069*(advalue_NT0-advalue_NTShort));
//将ADC值转换为硬件的实际电压值
VREF=(advalue_NT100-advalue_NTShort)*((2069+REF)/2069);
//将ADC值电压转换基准点，与硬件接高低位有关
advalue=advalue-advalue_NTShort;
//将电压值转换为电阻值
  Rt=(advalue*REF)/(VREF-advalue);
//据Steinhart-hart方程计算中间值ln(Rt)
  LNR=log(Rt);
//据Steinhart-hart方程计算温度值，RT最后转化为Tr，用同一个变量节约内存
  Rt=(1/(0.00093494+(0.0002211*LNR)+(0.0000001275*LNR*LNR*LNR)))-273.15;
/******************************************
Steinhart-Hart方程计算法：
1/T = A + B*ln(R) + C*[ln(R)]^3
由于：T值在公式中是用热力学温度单位K，摄氏度就要减273.15；
此公式中：A＝0.0009349， B＝0.0002211， C ＝0.0000001275
ABC值与硬件NTC有关，不同厂家的NTC表值需要用不同参数；
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ABC值的计算方法：
具体可以将要用到的三个关键温度点值：T0、T1、T2、R0、R1、R2；
利用计算ln(R0)、ln(R1)、ln(R2)；代入Steinhart-Hart方程（温度值要+273.15）
得到三元一次方程组，可以用矩阵法解方程法，具体查常用C算法函数；
也可用EXCEL的方法解三元一次方程组，具体可以百度
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作者: hui7279    时间: 2024-1-20 17:02

hui7279 发表于 2024-1-20 16:17
REF=94980*2069*(advalue_NT0-advalue_NT100);
//将ADC值转换为校准的ADC值
REF=REF/(94980*(advalue_N ...

//据Steinhart-hart方程计算温度值，RT可能用Tr表达会更准确：
//据Steinhart-hart方程计算温度值，是最后Rt值已转化为温度值Tr，用同一个变量减少内存消耗

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作者: TTQ001    时间: 2024-1-21 08:55
这个问题的讨论对于我理解NTC的计算很有帮助。 谢谢你！

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作者: 人中狼    时间: 2024-1-22 11:02
其实既然使用了能计算对数的单片机，那么是不是直接查表就好了，毕竟厂家提供的数据表也只是整数温度，那么计算出来的小数温度又是否能代表精度呢

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作者: 巨人卡奥    时间: 2024-8-12 16:19
直接查表就好了

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