聊一个被问烂、但很多人没真正想清楚的问题——NTC测温到底用电阻分压还是恒流源。
大部分消费电子直接用分压,但工业探头、低阻NTC、长线缆场景,恒流源才是答案。
接下来针对两种方案的电路、公式、误差源、成本做对比分析;
先抛结论:90% 的消费电子场景直接用分压法就够了,别过度设计。
但如果NTC 要拉 3 米线缆、或者用 1k 低阻 NTC、或者要做到 ±0.2℃的精度,就必须上恒流源。
后面几页把原因讲透。
这就是大家最熟悉的分压电路:V Ref通过R Ref 接到NTC,ADC在中间节点采样。
关键:流过NTC的电流不是恒定的——温度升高时NTC阻值下降,电流反而变大,自热功耗随之上升。
而且ADC读到的电压和Rt不是线性关系,远离R_REF附近时分辨率会明显下降。
恒流源方案的核心:用一个精密电流源向NTC注入固定电流,ADC测NTC两端电压。
好处是和Rt严格线性——不管温度怎么变,流过NTC的电流始终是。
而且ADC做差分测量,配合四线开尔文,可以彻底消除引线电阻带来的误差,这是工业探头的标配。
这张表把两种方案放在七个维度上直接比较。
分压法赢在成本和极简,恒流源赢在线性、自热控制和引线电阻消除。
没有谁绝对好——板子上如果就是板载一颗10k NTC测个电池温度,用恒流源就是过度设计。
这页是最容易被忽略的暗坑:NTC自热。
分压法的自热功耗在Rt=时达到最大,也就是25℃附近——恰好是最常测的温度段。这个峰值无法通过外部手段消除,只能靠间歇采样缓解。
恒流源方案的自热是Is²,选小Is就全温区压制,高温端自热比分压法小两个数量级。
这个决策树把选型压缩成三步:先看NTC装在哪,再看精度要求。
板上就近、用10k NTC、精度±1℃以内,就用分压法,别过度设计。
只要是远距离探头、或者要做±0.3℃以上精度、或者用1k以下低阻NTC,直接上恒流源,远距离还要加四线开尔文。
这是两种方案落地时最容易踩的坑。
分压法最大的问题是VDD波动和持续自热,用独立和间歇采样解决。
恒流源最大的问题是运放和基准源自身温漂盖过信号,选型时一定要看偏置电流和温漂指标。
最后一句:不要为了显得专业就上恒流源,也不要为了省钱就硬塞分压法。
先回答三个问题:NTC装在哪?精度要求多少?线缆多长?答案自然就出来了。
欢迎在评论区讨论你实际项目中遇到的NTC测温坑。