NTC 温度计 revisit
Atommann
找零件的时候找到去年 Anders 给我的那只很漂亮的玻璃封装的 NTC，我想：“为何不焊起来试试呢？”
正好，以前做数码管实验时搭了一个 4 位数码管显示板，再利用 ATmegaxx8 Target Board (也就是名片板)
可以很快搭建出这个电路来。电路板可以弄个透明盒子装起来，供电部分可以考虑 USB 供电。
原理图和 Anders 的基本一致，不同之处是显示部分，由 4 个单独的一位数码管组成，共阴极，用 NPN 三极管 2N5551
驱动，因此我修改了程序中的数码管驱动部分。
照片是我手上的三种可以测量温度的设备的对比：
左边：NTC 温度计，显示 29.8 度
中间：ALTEC PC410 温度控制器，使用 Pt100 铂电阻温度传感器，显示 29.9 度
右侧：Taylor 9848FDA 食品温度计 (可用于婴儿饮食，洗澡测量温度以便参考)，显示 29.4 度
从对比中可见这个 NTC 温度计还是挺准的！
gEDA 原理图和源代码下载地址：
http://www.atommann.com/electronics/ntc-thermometer/ntc-thermometer.zip
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Atommann
Anders Ma
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mctor
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Anders
Atommann
> 看来 atommann 最近很有空啊，做出了不少东西。有机会一定要去参观一下。
这几天放长假嘛 :)
> 不知道这种温度计的原理是什么呢？我对温度计的认识还停留在 水银和大气压 的层次。不知道电路是怎么实现的。是不是有类似 感温电阻 的元件呢？
这种温度计就是利用感温电阻实现的，这个温度计用的感温电阻被称为负温度系数热敏电阻(NTC, Negative Temperature
Coefficient Thermistors)，它的特性是当温度升高的时候，它的电阻值就会降低，因此得名。与之对应的是正温度系数热敏电阻(PTC,
Positive Temperature Coefficient Thermistors)。
利用 NTC 的这个特性(温度变化 NTC 的阻值就跟着变化)，只要能有个办法测出 NTC 的阻值就可以推出温度是多少。这是通过原理图里面的
AVR 微控制器内部的 Analog/Digital 转换器实现的。在图中 NTC 和一个 10k 的电阻形成一个分压电路，NTC
上的电压被送到微控制器的 ADC 转换器中。
ADC 转换器要有一个参考电压，这里用的是 5V，另外，AVR 的 A/D 转换器是 10 位的，也就是 0V 对应于二进制数 0，5V
对应于二进制数 1023，假如 25 度的时候 NTC 的电阻是 10k，这时加载到 ADC 的电压就是 5*10/(10+10) =
2.5V，这时微控制器把 2.5V 和参考电压 5V 一比较，就得知：ADC = Vin*1024/Vref = 2.5*1024/5 =
512，这个时候模拟量就变成数字量了。这时，利用分压公式 5Rntc/(10k+Rntc) = Vin 和前面的式子 ADC =
Vin*1024/Vref (Vref 和 ADC 的值已知)就可以算出 NTC 的阻值 Rntc 是多少了。
得到了 NTC 阻值，就可以知道对应温度是多少了，这两者是函数关系。可以利用查表的方法来得到温度值，也可以利用插补公式来算出温度值。这个温度计项目用的是经过扩展过的
Steinhart–Hart equation 来计算，这个公式依赖几个参数，这些参数由 NTC 的材料及其它因素决定。程序中用的参数来自
Vishay 公司(它的精密电阻非常有名)的型号为 NTCLE100E3103JB0 的 NTC 的数据手册。国内的很多 NTC
厂家都没有公布这几个参数。
这样就算出了温度值，然后把这个值送到 LED 数码管或 LCD 上显示即可，也可以把它记录到 SD
卡里面，这就成为一个温度记录仪(Temp. Logger)，还可以把它通过串口发送到 PC 上显示。还可以把它以 Morse
码的形式以音频或无线电的方式发送出去，或者用无线数据传数模块比如 HopeRF 公司的产品来传送数据。
还可以把多个这种温度计插入土壤，然后把测得的温度传回家中的一台运行 Linux 的 ARM 计算机中，对农场的土壤温度进行全年采集和记录。
Thermistor
http://en.wikipedia.org/wiki/Thermistor
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Atommann