NTC termistörü kullanarak sıcaklık nasıl ölçülür?

Bir TTC103 NTC termistörüm var. 25 ° C'de 10 kΩ sıfır güç direncine ve 4050 B25 / 50 değerine sahiptir. Sıcaklığı ölçmek için nasıl kullanabilirim?

NTC (negatif sıcaklık katsayısı) termistörleri sıcaklık üzerindeki etkin dirençlerini değiştirir. Bu değişikliği modellemek için kullanılan en yaygın denklem Steinhart-Hart denklemidir . NTC malzemesini büyük bir doğrulukla karakterize etmek için üç katsayı kullanır.

Steinhart-Hart denklemi farklı sıcaklıklarda bir yarı iletken direncinin bir modeldir. Denklem:

$${1 \over T} = A + B \ln(R) + C (\ln(R))^3$$

nerede:

• sıcaklıktır (kelvin cinsinden)$T$
• , T'deki dirençtir(ohm cinsinden)$R$$T$
• , B ve C ,termistörün tipine ve modeline ve ilgilenilen sıcaklık aralığına bağlı olarak değişenSteinhart-Hart katsayılarıdır. (Uygulanan denklemin en genel şekli bir ( ln ( R ) ) 2 terimi içerir, ancak genellikle diğer katsayılardan çok daha küçük olduğu ve bu nedenle yukarıda gösterilmediği için bu genellikle ihmal edilir.)$A$$B$$C$$(\ln(R))^2$

- Steinhart-Hart denklemi - Vikipedi, Özgür Ansiklopedi

Birçok üretici uygulama notları sağlar (ör. Burada , belirtilen imalat toleransından daha iyi bir doğruluk istiyorsanız, belirli bir NTC'nin nasıl kalibre edileceğine dair ayrıntılı ) sağlar.

Sağlanan B katsayısı, "B parametre denklemi" altındaki Wikipedia Termistör makalesinde açıklandığı gibi basitleştirilmiş bir Steinhart-Hart denkleminde kullanılabilir .

Gerilim bölücü devresinde bir bacağı (diyelim "üst" bacağı), diğer bacağı bilinen bir direnç olarak kullanın. Bölücünün orta noktasındaki voltajı ölçün (örn. Analog-dijital dönüştürücü ile). Termistör direncini ölçülen voltajdan şu şekilde çıkarın:

$R_{thermistor} = \left(\dfrac{V_{cc} }{V_{measured}} - 1\right) \times R_{known}$

Denklemi kullanın:

$T = \dfrac{B}{ln \left(\dfrac{R_{thermistor} }{R_0 \times e^\frac{\large -B}{\large T_0}}\right)}$

sizin durumunuzda, , B = 4050 ve T 0 = ( 273 + 25 ) = 298 . Bu sayıları, artı termistörün ölçülen direncini denkleme takın ve Kelvin'de bir sıcaklık ortaya çıkar.$R_0 = 10000$$B = 4050$$T_0 = (273 + 25) = 298$

Daha fazla bilgi için bu wikipedia makalesini okuyun .

NTC'ler doğrusal değildir ve sıcaklık-direnç ilişkisini ifade eden oldukça kötü formüller görürsünüz.
Bir çift sıradan direnç ekleyerek davranışlarını doğrusallaştırabilirsiniz, böylece bu ilişki formun basit bir doğrusal denklemiyle yaklaşık hale getirilir.$y=ax+b$. Aşağıdaki örnek bu Epcos uygulamasından alınmıştır .

Eğri neredeyse birçok uygulama için yeterli olan 0 ° C ila 60 ° C arasındadır.

Gelen bu cevap bazı durumlarda sadece seri direnç ile sınırlı etki üzerinde neredeyse mükemmel (15 ppm) doğrusal bir eğri elde edebilirsiniz göstermek.

düzenlemek
size ya Steinhart-Hart denklemi Nick ve Vicatcu kullanmak gerekecektir bir direnç için para yoksa bakın veya bir arama tablosu ve interpolasyon kullanın. Her ikisi de daha fazla belleğe ihtiyaç duydukları dezavantaja sahiptir: Steinhart-Hart kayan nokta kütüphanesine ihtiyacınız olacak bir logaritma içerir (mikrodenetleyicinizin kayan nokta ALU'su olmadığını varsayarım). Arama tablosunun da bir miktar belleğe ihtiyacı vardır ve bunu enterpolasyon yapmanız gerekirse size doğrusallaştırılmış işlevden daha iyi bir hassasiyet vermeyebilir.

Bir NTC'nin sıcaklığa doğrusal olmayan bir yanıtı vardır .

Potansiyel bir bölücü devresindeki voltajı ölçerek bir termistörün direncini hesaplayabilirsiniz. Sonra bir direnç elde edebilirsiniz$R$ Ohm yasasını kullanarak.

Örneğin, 5V'luk bir kaynağınız olduğunu varsayalım, NTC ile seri olarak 1k direnç kullanın ve 0,5V ölçerseniz, 1k'yı 0,5V'a bölün ve direnç olarak 10k ohm alın.

Ayrıca ihtiyacınız var, $T_0$ ve $R_o$, kelvinlerde 'sabit' bir sıcaklık ve bu sıcaklıkta direnci. Genellikle oda sıcaklığında verilir.

Sonra, bu ayrıntılar göz önüne alındığında T, sıcaklığı elde etmek için bu denkleme koyun .

$T=\dfrac{1}{\dfrac{1}{T_o} + (\dfrac{1}{B} * \ln\dfrac{R}{R_o}) }$

Sıcaklığı ölçmek için termistörleri kullanmanın birkaç yolu vardır (hem analog devreler açısından hem de yazılım hesaplama açısından).

Kısa cevap, kabaca aşağıdaki gibidir:

• Voltaj bölücü yapmak için termistörü ve referans direncini kullanın.
• Voltaj bölücünün ortasını alın ve analogdan dijitale dönüştürün.
• Yazılımdaki ADC voltajını ölçün.
• Referans direnç ve termistörün R ve T eğrisi hakkındaki bilginizi kullanarak ADC sayımlarından sıcaklığa dönüştürün.

Burada bir takım incelikler var, bu yüzden daha fazla okumak için termistör sinyal koşullandırma hakkındaki bu makalemi kontrol etmek isteyebilirsiniz - bu yardımcı olur!