在用NTC做测温元件进行测温时,电路中少不了它的亲密合作伙伴上拉电阻或下拉电阻,它们与NTC组成分压电路,将NTC随温度变化的“阻值信号”转化为“电压信号”,方便后续电路(如MCU、ADC模块)读取并计算温度。
上拉电阻和下拉电阻的作用是 “固定不确定的电路电平”,避免信号悬空导致的干扰或误触发,同时可辅助提升驱动能力、保护器件。二者的本质区别是:上拉电阻将信号 “拉向高电平(VCC)”,下拉电阻将信号 “拉向低电平(GND)”。
一端接电源正极(VCC,如 5V、3.3V),另一端接不确定电平的引脚(如单片机 GPIO、传感器输出端) 的电阻,称为上拉电阻。
一端接电源负极或GND,另一端接不确定电平的引脚的电阻,称为下拉电阻。
上拉 / 下拉电阻的阻值并非越大越好,需平衡驱动能力、静态功耗、响应速度:
阻值太小(如 100Ω):静态功耗大(VCC 通过电阻到 GND 的电流大),可能导致器件发热;阻值太大(如 1MΩ):驱动能力不足(无法快速拉高低电平),抗干扰能力弱;常规选择:数字电路中优先用 4.7kΩ、10kΩ;模拟电路(如分压)需根据信号幅度计算。
NTC本身是模拟量器件,仅输出连续变化的阻值,无法直接被数字电路(如MCU)识别。因此,实际测温电路中必须通过分压结构将阻值转化为电压,而上拉电阻或下拉电阻就是分压电路的“固定电阻端”,二者选其一,具体取决于电路设计逻辑。
常用的测温应用场景如下:
场景 1:NTC + 分压电路 + MCU,实现 “温度阈值检测”
NTC 与上拉或下拉电阻组成分压电路,将 “阻值变化” 转化为 “电压变化”,MCU 通过检测分压点电压是否超过阈值,输出或判定高低电平。
以“NTC+上拉电阻”为例(电路结构如下):
电路连接:NTC一端接GND,另一端接分压点(同时接MCU的ADC引脚),分压点通过上拉电阻接VCC(如5V);
场景2:NTC+比较器,实现“温度开关”(直接输出高低电平)
若无需精确测量温度,只需“超过某温度时输出低电平,低于时输出高电平”(或反之),可用比较器替代MCU,直接将NTC的分压电压与固定参考电压对比,输出高低电平。
电路逻辑如下:
比较器“同相输入端”接
参考电压(如2V,由固定电阻分压得到,代表温度阈值);
比较器“反相输入端”接NTC分压电路的输出电压(Vout);
比较器输出端接后续电路(如继电器、LED);
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