在2025年，随着物联网和智能设备的快速发展，热敏电阻行业迎来了新的发展机遇。热敏电阻作为一种重要的传感器元件，因其价格低廉、响应速度快、灵敏度高而被广泛应用于多个领域。特别是在教育领域，如何通过实验教学让学生更好地理解和应用热敏电阻，成为课程设计的重要方向。本文介绍了一种基于NTC(Negative Temperature Coefficient)热敏电阻的传感器实验平台及其实验方案，通过一系列由浅入深的实验，帮助学生掌握NTC热敏电阻的特性及其应用。
《2025-2030年中国热敏电阻行业重点企业发展分析及投资前景可行性评估报告》针对传感器课程中热敏电阻的实验教学，设计了一种NTC热敏电阻实验平台。该平台以STC89C52单片机作为主控芯片，通过引线将NTC热敏电阻引出，便于测量温度。实验中使用的NTC热敏电阻型号为NTC-MF52AT，其标称阻值为10kΩ，参考温度为25℃，可测量温度范围为-55~125℃。为了提高温度测量精度，实验平台选用了18位ADC芯片MCP3401，并采用LED数码管显示温度数据。实验平台设计了GPIO连接方式和ADC连接方式两种方法来验证热敏电阻的特性。GPIO连接方式只能简单读取热敏电阻两端的电平，而ADC连接方式能够读取热敏电阻的电压，从而计算出温度值，并将数据显示在LED数码管上，进而制作出数字温度计。
热敏电阻行业情况分析提到利用NTC热敏电阻的阻值随环境温度升高而迅速下降的特性，通过测量NTC热敏电阻两端电压并计算出电阻值来确定温度，从而达到温度检测和控制的目的。基于NTC热敏电阻实验平台，设计了由浅入深、循序渐进的实验方案，包括基础实验、探索实验和项目式实验。
(一)热敏电阻特性基础实验
实验内容包括采用GPIO连接方式验证NTC热敏电阻特性。将NTC热敏电阻置于可程式恒温恒湿试验机的恒温室中，从0℃开始逐渐提高温度。通过Keil编程，每隔5℃读取一次I/O口P1.2的电平状态，采样12个数据点，并将P1.2电平状态通过串口助手上位机显示。实验结果显示，随着温度的升高，NTC热敏电阻两端的电压降低，说明NTC热敏电阻的阻值随温度升高而降低。
(二)热敏电阻R-T特性曲线探索实验
实验内容包括通过ADC连接方式获取热敏电阻的电压和温度值数据，并使用MATLAB绘制NTC热敏电阻R-T特性曲线。实验中，每隔5℃读取一次NTC热敏电阻的阻值，采样12个数据点，并将阻值和温度通过串口助手上位机显示。根据实验数据，使用MATLAB绘制NTC热敏电阻R-T特性曲线，结果显示NTC热敏电阻的阻值随温度升高而呈指数减小，与理论一致。
(三)热敏电阻数字温度计项目式实验
实验内容包括利用NTC热敏电阻制作数字温度计。将NTC热敏电阻和高精度温湿度仪的Pt100铂热电阻置于恒温室中，通过Keil编程，利用ADC模块获取NTC热敏电阻的两端电压，计算出阻值及恒温室的温度，并将温度实时显示在实验平台上的共阴极LED数码管上。实验结果表明，NTC热敏电阻测量的温度与高精度温湿度仪测量的温度一致，验证了温度测量的准确性。
通过设计NTC热敏电阻实验平台及实验方案，学生能够在实验过程中更深入地理解并掌握NTC热敏电阻相关知识，将理论与实践相结合，做到学以致用。实验环节由浅入深、循序渐进，不仅提高了学生对传感器学习的兴趣，还培养了学生的创新思维能力和工程实践能力。此外，该实验平台还可以用于进行NTC热敏电阻R-T曲线拟合方法实验、NTC热敏电阻线性化实验和反演NTC热敏电阻的电阻值不同时的B常数曲线实验等研究型实验，进一步提高学生的独立科研能力。
四、总结
本文围绕传感器中NTC热敏电阻实验教学，设计了NTC热敏电阻实验平台和配套实验环节。通过基础实验、探索实验、项目式实验三个环节，使学生在实验过程中将传感器理论知识学以致用，激发学生的学习兴趣，提高学生的创新能力和动手能力。这种实验教学方法不仅有助于学生深入理解和掌握NTC热敏电阻的特性及其应用，还为学生日后的学习和研究打下了坚实的基础。随着物联网和智能设备的不断发展，热敏电阻在各个领域的应用将更加广泛，而这种实验教学方法也将为培养更多适应未来发展的高素质工程技术人才提供有力支持。
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