NTC与PTC的主要区别和应用

描述

NTC和PTC统称为热敏电阻，又可称为温控电阻。现在有些东西与电阻有关，但它是如何工作的以及可以使用这些组件设计哪种类型的电路。让我们了解工作概念，然后我们将实际使用它们。

 

这些热敏电阻的值不随温度线性变化。热敏电阻电阻减小的方式与热敏电阻行业中称为beta (β) 的常量有关。给出者：

 

其中：Rt1 = 温度 1 时的电阻 Rt2 = 温度 2 时的电阻T1 = 温度 1 (K) T2= 温度 2 in (K)

NTC（负温度系数）：

黑色为NTC，绿色为PTC

 

NTC 热敏电阻是一种温度传感器，它使用陶瓷/金属复合材料的电阻特性来测量温度。我们的全光谱 NTC 传感器在温度传感方面具有许多优势，包括微型尺寸、出色的长期稳定性、高精度和高精度。

 

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PTC（正温度系数）：

PTC热敏电阻是具有正温度系数的电阻器，这意味着电阻随温度升高而增加。PTC 热敏电阻根据使用的材料、结构和制造工艺分为两组。PTC 热敏电阻是用于电路保护的热敏电阻。PTC保险丝用于在产生热量或过大电流时保护电子设备。

两个热敏电阻的加热和冷却测试：

现在让我们看看电阻实际上是如何随着温度的升高/降低而变化的。我们可以直接将它们放在火上，但为了安全起见，我在这里使用烙铁和 ICE 进行这两个测试。

对于 NTC，电阻值在接触加热的烙铁时下降，并在用 ICE 测试时迅速增加。

PTC 应该有同样的特色，但恰恰相反。但是粒子方法是不同的。电阻在加热时增加，但在较冷区域测试时保持不变。这就是为什么 NTC 优先使用温度监控设备的原因。我们可以将 PTC 用作可重复使用的保险丝。下面给出了有关保险丝动作的正确演示。

PTC的工作：

众所周知，加热时电阻会增加，如果过大的电流流过 PTC，PTC 就会发热。这切断了电源连接，在这里我将一个 LED 与 PTC 串联，稍微加热后电阻上升，从而关闭 LED。

但一段时间后，当温度下降时，LED 又开始发光。这就是使 PTC 成为可重复使用保险丝的原因。其他类型的保险丝只是一次性设备，但在现代电子系统中使用 PTC 代替保险丝。

NTC作为温度监控器件的工作原理：

 

NTC 的值与温度不是线性的，它给出了如上所述的对数曲线。这是在 Arduino 代码中修改的。在这里，我们在分压器配置中使用 10k NTC 和 10k 电阻。

 

所需组件：

1) 负温度系数 10K

2）10K电阻

3) 16X2 液晶屏

4) 阿杜诺

5）10k电位器

6）LED、蜂鸣器和连接线

7) 定制印刷电路板。

电路图：

 

在电路中，当温度达到高温时，红色 LED 发光并发出蜂鸣器。绿色 LED 是正常温度的指示。屏幕上提供以摄氏度和华氏度为单位的温度值。10K电位器用于调整屏幕对比度。

印刷电路板文件：

然后我根据 EasyEDA 中修改后的原理图设计了原理图，并从那里制作了 PCB 制造 Gerber 文件。

 

自 2020 年以来，我在我的项目中使用JLCPCB PCB 原型制作、SMT 组装和模板服务。与价格相比，质量非常高，5 件 2 层 PCB 和SMT 组件 2 美元，起价 8 美元。

代码解释：

使用常量/变量初始化所有库和 I/O 引脚。

#include  //Libraries
LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); //Arduino pins to lcd

#define ThermistorPin A0 // for Arduino microcontroller
long ADC_Value;
float R1 = 10000; // value of R1 on board
float logR2, R2, T;

//steinhart-hart coeficients for thermistor
float c1 = 0.001129148, c2 = 0.000234125, c3 = 0.0000000876741;  
float temp_c, temp_f;

#define G_led 8 
#define R_led 9 
#define buzzer 13

定义 NTC 的系数值，以精确地在开尔文刻度范围内使用。

float c1 = 0.001129148, c2 = 0.000234125, c3 = 0.0000000876741;

在此之后，电阻分压器网络中引脚 A0 上的模拟值被转换为电压。

ADC_Value=0;
for(int i=0; i< 50; i++) {
ADC_Value = ADC_Value+analogRead(ThermistorPin);
delay(1);
}

ADC_Value=ADC_Value/50;
R2 = R1 * (1023.0 / (float)ADC_Value - 1.0); //calculate resistance on thermistor

然后使用上面给出的公式（对数计算）测量开尔文温度。

temp_c = (1.0 / (c1 + c2*logR2 + c3*logR2*logR2*logR2)); // temperature in Kelvin

转换摄氏度和华氏度的开尔文值

temp_c = temp_c - 273.15; //convert Kelvin to Celcius
temp_f = (temp_c * 9.0)/ 5.0 + 32.0; //convert Celcius to Fahrenheit

在屏幕上显示值（摄氏度）：

lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(temp_c, 1);
lcd.write(0xdf); // to display °
lcd.print("C  ");

代码：

/* The easy circuit:
 *                  Analog pin 0
 *                        |
 *    5V |-----/\/\/\-----+-----/\/\/\-----| GND
 *               ^                ^ 
 *        10K thermistor     10K resistor
 */

#include  //Libraries
LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); //Arduino pins to lcd

#define ThermistorPin A0 // for Arduino microcontroller
long ADC_Value;
float R1 = 10000; // value of R1 on board
float logR2, R2, T;

//steinhart-hart coeficients for thermistor
float c1 = 0.001129148, c2 = 0.000234125, c3 = 0.0000000876741;  
float temp_c, temp_f;

#define G_led 8 
#define R_led 9 
#define buzzer 13
  
void setup(){
pinMode(ThermistorPin, INPUT);

pinMode(R_led,OUTPUT); // declare Red LED as output
pinMode(G_led,OUTPUT); // declare Green LED as output
pinMode(buzzer,OUTPUT); // declare Buzzer as output 

lcd.begin(16, 2); // Configura lcd numero columnas y filas
lcd.clear();
lcd.setCursor (0,0);
lcd.print("   Welcome To   ");
lcd.setCursor (0,1);
lcd.print("Temperature NTC"); 
delay(2000);
lcd.clear();
}
 
void loop(){
ADC_Value=0;
for(int i=0; i< 50; i++) {
ADC_Value = ADC_Value+analogRead(ThermistorPin);
delay(1);
}

ADC_Value=ADC_Value/50;
R2 = R1 * (1023.0 / (float)ADC_Value - 1.0); //calculate resistance on thermistor
logR2 = log(R2);
temp_c = (1.0 / (c1 + c2*logR2 + c3*logR2*logR2*logR2)); // temperature in Kelvin
temp_c = temp_c - 273.15; //convert Kelvin to Celcius
temp_f = (temp_c * 9.0)/ 5.0 + 32.0; //convert Celcius to Fahrenheit

lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("  Temperature   ");
   
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(temp_c, 1);
lcd.write(0xdf); // to display °
lcd.print("C  ");

lcd.setCursor(9,1);
lcd.print(temp_f,1); 
lcd.write(0xdf);
lcd.print("F  ");

if(temp_f>100){ 
digitalWrite(buzzer, HIGH);
digitalWrite(G_led, LOW); // Turn LED off.   
digitalWrite(R_led, HIGH);  // Turn LED on.
delay(300);
}else{  
digitalWrite(G_led, HIGH); // Turn LED on.  
digitalWrite(R_led, LOW);  // Turn LED off.
}
  
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(500); 
}

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