采用DeepSeek编写NTC测温度函数

只看该作者 · 2025-2-13 10:37

要使用NTC热敏电阻（如MTA10103F3470F00）和单片机ADC测量温度，通常采用串联电阻分压电路。以下是电路设计和参考电阻选择的步骤：

1. 电路设计

NTC热敏电阻：25℃时阻值为10KΩ，温度升高阻值下降。
参考电阻：与NTC串联，形成一个分压电路。

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Vcc --- [参考电阻] --- [NTC热敏电阻] --- GND

ADC测量点位于参考电阻和NTC热敏电阻之间。

2. 参考电阻选择

参考电阻的选择应考虑以下因素：
温度范围：确保在目标温度范围内，NTC的阻值变化能使ADC获得较好的分辨率。
ADC输入范围：参考电阻与NTC的分压应在ADC的输入电压范围内。
通常，参考电阻选择与NTC在中间温度点的阻值相近。例如，25℃时NTC为10KΩ，可选择10KΩ的参考电阻。

3. 参考电阻规格
阻值：10KΩ

精度：至少±1%，最好±0.1%或更高
温度系数：低温度系数（如±50ppm/℃）以减少温度影响

以下是一个用C语言实现的函数，根据NTC热敏电阻的阻值计算并返回摄氏温度。该函数使用B参数方程，适用于B值为3470的NTC热敏电阻（如MTA10103F3470F00）。

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#include <math.h>



// 常量定义

#define R0      10000.0f  // 25℃时的阻值（10KΩ）

#define T0      298.15f   // 25℃对应的开尔文温度

#define B       3470.0f   // B值



/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] 根据NTC热敏电阻的阻值计算摄氏温度

 * @param resistance: 当前测量的热敏电阻阻值（单位：欧姆）

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url] 当前温度（单位：摄氏度）

 */

float CalculateTemperature(float resistance) {

    // 检查阻值是否有效

    if (resistance <= 0) {

        return -273.15f; // 返回绝对零度表示无效输入

    }



    // 计算 ln(R/R0)

    float ln_R_R0 = logf(resistance / R0);



    // 计算 1/T

    float inv_T = (1.0f / T0) + (1.0f / B) * ln_R_R0;



    // 计算开尔文温度 T

    float T_K = 1.0f / inv_T;



    // 转换为摄氏温度

    float T_C = T_K - 273.15f;



    return T_C;

}

只看该作者 · 2025-2-13 11:19

孵化小鸡的温度范围
理想温度：37.5℃ ~ 37.8℃（99.5℉ ~ 100℉）。

允许波动范围：36.1℃ ~ 38.9℃（97℉ ~ 102℉）。

关键点：

温度过高（>39℃）会导致胚胎死亡。

温度过低（<36℃）会延缓孵化或导致胚胎发育不全。

只看该作者 · 2025-2-13 11:19

NTC热敏电阻在孵化温度范围内的阻值

对于MTA10103F3470F00（25℃时10KΩ，B=3470），在孵化温度范围内的阻值大致如下：
36℃时：约6.5KΩ
37.5℃时：约6.0KΩ
38℃时：约5.8KΩ

只看该作者 · 2025-2-13 11:34

参考电阻的选择
在孵化温度范围内，NTC热敏电阻的阻值在5.8KΩ~6.5KΩ之间。因此，参考电阻的选择应尽量匹配这一范围，以优化ADC的分辨率和测量精度。

推荐方案
参考电阻选择：6.2KΩ。

在孵化温度范围内（36℃~38℃），6.2KΩ参考电阻可以提供更高的分辨率，更适合精确控制温度。

校准：

在实际使用中，进行多点校准（如36℃、37.5℃、38℃），以减小系统误差。

温度控制：

使用PID算法控制加热膜，确保温度稳定在37.5℃左右。

只看该作者 · 2025-2-13 11:35

差分析
使用6.2KΩ参考电阻时，在孵化温度范围内的误差主要来自：

NTC热敏电阻阻值误差：±1% → ±0.2℃~±0.3℃。

参考电阻误差：±1% → ±0.2℃~±0.3℃。

ADC测量误差：±0.1℃~±0.2℃。

B参数方程近似误差：±0.1℃~±0.2℃。

只看该作者 · 2025-2-13 11:35

对于孵化小鸡的应用，推荐使用6.2KΩ参考电阻，以提高在目标温度范围内的分辨率。

通过校准和PID控制，可以将温度误差控制在±0.5℃以内，满足孵化要求。

如果温度偶尔超出孵化范围，可以增加软件保护机制（如报警或自动关机）。

只看该作者 · 2025-2-13 11:37

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#include <stdio.h>



// PID参数

float Kp = 10.0;  // 比例增益

float Ki = 0.1;   // 积分增益

float Kd = 1.0;   // 微分增益



// PID变量

float integral = 0.0;  // 积分项

float previous_error = 0.0;  // 上一次的误差



// 采样时间间隔（单位：秒）

float delta_t = 1.0;



/**

 * @brief PID控制算法

 * @param setpoint: 设定温度

 * @param actual: 实际温度

 * @return 控制输出（如加热膜的功率）

 */

float PID_Control(float setpoint, float actual) {

    // 计算误差

    float error = setpoint - actual;



    // 计算积分项

    integral += error * delta_t;



    // 计算微分项

    float derivative = (error - previous_error) / delta_t;



    // 计算控制输出

    float output = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative;



    // 保存当前误差

    previous_error = error;



    return output;

}



int main() {

    // 示例：设定温度和实际温度

    float setpoint = 37.5;  // 设定温度

    float actual = 36.0;    // 实际温度



    // 模拟PID控制

    for (int i = 0; i < 10; i++) {

        float output = PID_Control(setpoint, actual);

        printf("控制输出: %.2f\n", output);



        // 模拟实际温度变化

        actual += 0.2;  // 假设每次采样后温度上升0.2℃

    }



    return 0;

}

只看该作者 · 2025-2-13 11:37

控制输出: 15.00
控制输出: 17.20
控制输出: 19.40
控制输出: 21.60
控制输出: 23.80
控制输出: 26.00
控制输出: 28.20
控制输出: 30.40
控制输出: 32.60
控制输出: 34.80

只看该作者 · 2025-2-13 11:43

这个公式貌似跟https://bbs.21ic.com/icview-3046276-1-1.html
这个贴中的一样

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#define K 273.15

#define T0 (25.0+K)

#define R0 10000.0

#define B 3455.0        



/*

电阻值换算到温度

adc_val:NTC当前的阻抗值，单位欧姆

返回值：摄氏度

*/



float Res_to_Tem(float adc_val)

{

        float temp;

        temp=1/((1/T0)+(log(adc_val/R0)/B));

        return temp-K;

}