Как измерить температуру с помощью термистора NTC?

У меня есть терморезистор TTC103 NTC. Он имеет сопротивление нулевой мощности 10 кОм при 25 ° C и значение B25 / 50 4050. Как я могу использовать его для измерения температуры?

NTC (отрицательный температурный коэффициент) термисторы изменяют свое эффективное сопротивление по температуре. Наиболее распространенным уравнением, используемым для моделирования этого изменения, является уравнение Стейнхарта-Харта . Он использует три коэффициента, чтобы охарактеризовать материал NTC с большой точностью.

Уравнение Стейнхарта – Харта является моделью сопротивления полупроводника при различных температурах. Уравнение:

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

где:

• - температура (в градусах Кельвина)$T$
• - сопротивление при Т (в омах)$R$$T$
• , B и C - коэффициентыСтейнхарта – Харта,которые варьируются в зависимости от типа и модели термистора и диапазона температур, представляющих интерес. (Наиболее общая форма применяемого уравнения содержит член ( ln ( R ) ) 2 , но им часто пренебрегают, поскольку он обычно намного меньше других коэффициентов и поэтому не показан выше.)$A$$B$$C$$(\ln(R))^2$

- уравнение Стейнхарта-Харта - Википедия, Свободная энциклопедия

Многие производители предоставляют примечания по применению (например, здесь ), подробно описывающие, как откалибровать данный NTC, если вы хотите точность выше заявленной производственной погрешности.

Предоставленный B-коэффициент можно использовать в упрощенном уравнении Стейнхарта-Харта, как описано в статье «Термистор Википедии» в разделе «Уравнение параметра B» .

Используйте его как одну ногу (скажем, «верхнюю» ногу) в цепи делителя напряжения с другой ногой, являющейся известным сопротивлением. Измерьте напряжение в средней точке делителя (например, с помощью аналого-цифрового преобразователя). Выведите сопротивление термистора из измеренного напряжения как:

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

Используйте уравнение:

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

в вашем случае , B = 4050 и T 0 = ( 273 + 25 ) = 298 . Вставьте эти числа, а также измеренное сопротивление термистора в уравнение и выведите температуру в Кельвинах.$R_0 = 10000$$B = 4050$$T_0 = (273 + 25) = 298$

Прочитайте эту статью в Википедии для более подробной информации.

$y=ax+b$

Кривая практически прямая от 0 ° C до 60 ° C, что достаточно для многих применений.

В этом ответе я покажу, как в некоторых случаях вы можете получить почти идеальную (15 ppm) линейную кривую в ограниченной области только с помощью последовательного резистора.

edit
Если у вас нет денег на резистор, вам придется либо использовать уравнение Стейнхарта-Харта, на которое ссылаются Ник и Викачу, либо использовать справочную таблицу и интерполяцию. Недостаток обоих заключается в том, что им нужно больше памяти: Steinhart-Hart содержит логарифм, для которого вам понадобится библиотека с плавающей запятой (я предполагаю, что ваш микроконтроллер не имеет ALU с плавающей запятой). Таблица поиска также требует некоторой памяти и может не дать вам большей точности, чем линеаризованная функция, если вам придется ее интерполировать.

NTC имеет нелинейный отклик на температуру.

Вы можете определить сопротивление термистора, измерив напряжение на нем в цепи делителя потенциала. Тогда вы можете получить сопротивление$R$ из этого, используя закон Ома.

Например, допустим, что у вас есть источник питания 5 В, используйте резистор 1 кОм последовательно с NTC, и если вы измеряете 0,5 В, просто разделите 1 кОм на 0,5 В и получите 10 кОм в качестве сопротивления.

Вам также нужно, $T_0$ и $R_o$«фиксированная» температура в Кельвинах, а при этой температуре - ее сопротивление. Это обычно дается при комнатной температуре.

Затем, учитывая эти детали, поместите это в это уравнение, чтобы получить Tтемпературу.

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

Существует несколько способов (как с точки зрения аналоговых схем, так и с точки зрения программного обеспечения) использовать термисторы для измерения температуры.

Краткий ответ примерно таков:

• Используйте термистор и эталонный резистор, чтобы сделать делитель напряжения.
• Возьмите середину делителя напряжения и подайте его в аналого-цифровой преобразователь.
• Измерьте напряжение АЦП в программном обеспечении.
• Используя ваши знания об эталонном сопротивлении и кривой R в зависимости от термистора, выполните преобразование отсчетов АЦП в температуру.

Здесь есть ряд тонкостей, поэтому для дальнейшего прочтения вы, возможно, захотите ознакомиться с этой моей статьей о формировании термисторного сигнала - надеюсь, это поможет!