Selezione della resistenza di polarizzazione per il termistore

Rtè un termistore. Rbè un resistore di polarizzazione, che valore devo calcolare. La temperatura a cui sono interessato sta fornendo un Rtintervallo di resistenza di 4k...115k. Quello che voglio è ridimensionarlo all'intera risoluzione ADC, che è un 10po 'cioè 0...1023. Quindi, quando Rt = RbADC lo convertirà in 511. Non sono sicuro che sia possibile, ma idealmente mi piacerebbe ottenere la 0lettura di ADC quando Rt = 4ke 1023quando Rt = 115k(o viceversa).

Internamente in MC ho una tabella di ricerca, che convertirà il valore ADC in temperatura, secondo la curva descritta nella scheda tecnica del termistore.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

— Pablo
fonte

Perché non avere un potenziometro in modo da poter modificare il valore?

— Decano il

Perché dovrei modificare il valore per i parametri e gli intervalli indicati? Penso che Rbdovrebbe essere un valore molto certo.

— Pablo,

Ti permetterebbe di impostare il valore in modo più accurato e non stavo pensando a un POT con una manopola lunga ma a una resistenza preimpostata .

— Decano del

Una volta che so come calcolare il valore di Rb, è una buona idea mettere un resistore preimpostato.

— Pablo,

Risposte:

Se la resistenza più bassa di è 4k, è possibile calcolare facilmente la resistenza richiesta per creare un divisore di tensione. Se si seleziona una tensione di riferimento ADC dallo spazio di banda interno (in genere 2V56 o 1V1), è possibile utilizzare quasi l'intero intervallo ADC. Pertanto (a condizione che sia costante): $R_T$ $V_{CC}$

U_{R E F} = U_{I N, M A X} = \frac{R_{B}}{R_{B} + R_{T, M I N}} \times V_{C C}

$U_{REF} = U_{IN,MAX} = \frac{R_{B}}{R_{B}+R_{T,MIN}} × V_{CC}$

R_{B} = \frac{U_{R E F} \times R_{T, M I N}}{V_{C C} - U_{R E F}}

$R_B = \frac{U_{REF}×R_{T,MIN}}{V_{CC} - U_{REF}}$

E arrotondare verso il basso, in modo da non colpire mai il fondo scala . Una volta che hai dovresti essere in grado di calcolare la tensione di ingresso più bassa che puoi raggiungere. Sapere questo è prezioso perché puoi fare due controlli di integrità nel tuo programma: $R_B$ $R_B$

Quando il valore ADC è (vicino) a 1023, ciò indica che il sensore non è riuscito a cortocircuitare (cablaggio errato, ...);
Quando il valore ADC è (vicino) 0, questo indica che il sensore non è stato aperto (non collegato, filo rotto, ...)

Sulla base di questi due controlli puoi decidere al tuo programma cosa fare: ad es. impostare un errore in uscita alto, rimuovere l'alimentazione da un carico, ...

Tieni presente che con questo partitore di tensione resistivo, la risoluzione della misurazione varierà ampiamente lungo la scala.

Per esempio. con riferimento di gap di banda impostato su 1V1 e tensione di alimentazione 5V: Arrotondato per primo alla prima disponibilità Il valore E12 fa

R_{B} = \frac{1.1 V \times 4 k Ω}{5 V - 1.1 V} = \frac{4.4 k}{3.9} = 1.13 k Ω

$R_B = \frac{1.1V×4k\Omega}{5V-1.1V}= \frac{4.4k}{3.9}= 1.13k\Omega$

1 k Ω

$1k\Omega$

U_{I N, M I N} = \frac{1 k Ω}{1 k Ω + 115 k Ω} \times 5 V = 43 m V

$U_{IN,MIN} = \frac{1k\Omega}{1k\Omega+115k\Omega}×5V = 43mV$

U_{I N, M A X} = \frac{1 k Ω}{1 k Ω + 4 k Ω} \times 5 V = 1000 m V

$U_{IN,MAX} = \frac{1k\Omega}{1k\Omega+4k\Omega}×5V = 1000mV$

Il vantaggio di utilizzare il riferimento 1V1 è che è abbastanza facile prevedere un intervallo di valori ADC approssimativo : 43-1000

— jippie
fonte

La tensione di riferimento ADC è uguale a VCC. Pensi che una risoluzione media lungo la scala farà una tolleranza di circa 1 grado C?

— Pablo,

Quale controller utilizzi e sei sicuro di non voler cambiare il riferimento al gap di banda?

— jippie il

ATMEGA328P. Ho pensato che il riferimento AVCC mi offre una risoluzione migliore. Certamente posso configurare per funzionare con riferimento 1.1 VBG se mi darebbe risultati migliori.

— Pablo,

Assicurati solo che il tuo Vcc sia stabile, in quanto fa parte dell'equazione. Ovviamente puoi misurare Vcc con lo stesso ADC (usando un secondo partitore di tensione) e correggere le misure per variare Vcc.

— jippie il

Rb = corrente costante. Ciò raddoppierà la sua efficacia, aggiungerà una certa linearità all'uscita e fornirà l'isolamento dalle fluttuazioni di tensione.

— Optionparty,

Con un semplice divisore resistivo, non sarai in grado di estendere la gamma di tensioni di uscita per coprire l'intera gamma dell'ingresso ADC, ma otterrai la migliore risoluzione complessiva impostando il tuo resistore di polarizzazione sulla media geometrica del minimo e valori massimi di resistenza del sensore (per l'intervallo di temperatura di interesse).

Per la tua configurazione specifica, sarebbe $\sqrt{4K * 115K} = 21.447K$

È possibile selezionare una resistenza all'1% da 21,5 K o una resistenza al 5% da 22 K. Le tensioni ottenute vanno dal 15,7% all'84,3% dell'intervallo di ingresso ADC.

Per ottenere tensioni di uscita che coprono l'intera gamma dell'ADC, è necessario un circuito attivo (ad es. Op-amp) con capacità di guadagno e offset.

— Dave Tweed
fonte

anche la tua soluzione ha funzionato. Vorrei poter accettare più di una risposta.

— Pablo,