Comment mesurer la température à l'aide d'une thermistance NTC?

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J'ai une thermistance TTC103 NTC. Il a une résistance de puissance nulle de 10 kΩ à 25 ° C et une valeur B25 / 50 de 4050. Comment puis-je l'utiliser pour mesurer la température?

AndrejaKo
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Hé, j'ai exactement la même thermistance :)
abdullah kahraman

Réponses:

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Les thermistances NTC (coefficient de température négatif) modifient leur résistance effective à la température. L'équation la plus courante utilisée pour modéliser ce changement est l' équation de Steinhart-Hart . Il utilise trois coefficients pour caractériser le matériau NTC avec une grande précision.

L' équation de Steinhart-Hart est un modèle de la résistance d'un semi-conducteur à différentes températures. L'équation est:

1T=A+Bln(R)+C(ln(R))3

où:

  • est la température (en kelvins)T
  • est la résistance à T (en ohms)RT
  • , B et C sont lescoefficients Steinhart-Hartqui varient en fonction du type et du modèle de thermistance et de la plage de température d'intérêt. (La forme la plus générale de l'équation appliquée contient un terme ( ln ( R ) ) 2 , mais il est souvent négligé car il est généralement beaucoup plus petit que les autres coefficients et n'est donc pas illustré ci-dessus.)ABC(ln(R))2

- Équation de Steinhart-Hart - Wikipedia, L'Encyclopédie gratuite

De nombreux fabricants fournissent des notes d'application (par exemple ici ) détaillant comment calibrer un NTC donné si vous souhaitez une précision meilleure que la tolérance de fabrication indiquée.

Le coefficient B fourni peut être utilisé dans une équation de Steinhart-Hart simplifiée, comme décrit dans l' article de Wikipédia sur la thermistance sous «Équation du paramètre B» .

Nick T
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Les trois réponses semblent bonnes, mais celle-ci m'a le plus aidé.
AndrejaKo
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Comment avez-vous géré le ? ln
abdullah kahraman
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Pourquoi dois-je aller sur Wikipedia pour l'équation? Tu ne peux pas le donner ici?
Federico Russo
Vous parlez de la tolérance de fabrication. Mais comment concevoir la tolérance si je n'ai que B, tolérance de B, tolérance de R25? Comme le NTCLE203
thexeno
@thexeno branchez le maximum et le minimum dans une feuille de calcul et calculez-la sur la plage de températures souhaitée.
Nick T
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Utilisez-le comme une jambe (disons la jambe "supérieure") dans un circuit diviseur de tension, l'autre jambe étant une résistance connue. Mesurez la tension au milieu du diviseur (par exemple avec un convertisseur analogique-numérique). Déduire la résistance de la thermistance de la tension mesurée comme:

Rthermistor=(VccVmeasured1)×Rknown

Utilisez l'équation:

T=Bln(RthermistorR0×eBT0)

dans votre cas, , B = 4050 et T 0 = ( 273 + 25 ) = 298 . Branchez ces nombres, plus la résistance mesurée de la thermistance dans l'équation et sort une température en Kelvin.R0=10000B=4050T0=(273+25)=298

Lisez cet article wikipedia pour plus de détails.

vicatcu
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1
Oui, je dois demander :) Comment faites-vous ces calculs en utilisant un microcontrôleur 8 bits?
abdullah kahraman
2
@abdullahkahraman, vous utiliseriez une combinaison d'une table de recherche et une interpolation entre les valeurs de la table de recherche. Disons que vous avez un ADC 10 bits; c'est 1024 valeurs possibles de l'ADC. Vous pouvez stocker 1024 valeurs converties en mémoire, ou vous pouvez stocker 512 (toutes les autres) ou 256 (toutes les 4) etc., selon la mémoire. L'interpolation est un sujet important, tout comme le suréchantillonnage ou le "banding", que vous pouvez utiliser pour augmenter la précision.
akohlsmith
@AndrewKohlsmith comment le suréchantillonnage augmente-t-il la résolution?
abdullah kahraman
@abdullahkahraman votre échantillonnage de table de correspondance pourrait être non uniforme sur le domaine de l'entrée ... stocker plus d'échantillons de la courbe où elle est "plus courbe" et appliquer une interpolation peut vous donner une meilleure caractéristique d'erreur
vicatcu
1
@thexeno poser une nouvelle question.
Nick T
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Les NTC sont non linéaires et vous verrez des formules plutôt désagréables exprimant la relation température-résistance.
En ajoutant une paire de résistances ordinaires, vous pouvez linéariser leur comportement afin que cette relation soit approximée par une simple équation linéaire de la forme . L'exemple suivant est tiré de cette note Epcos . y=ax+b

enter image description here

enter image description here

La courbe est pratiquement droite de 0 ° C à 60 ° C, ce qui est suffisant pour de nombreuses applications.

Dans cette réponse, je montre comment, dans certains cas, vous pouvez obtenir une courbe linéaire presque parfaite (15 ppm) sur un domaine limité avec juste une résistance série.

modifier
Si vous n'avez pas l'argent pour une résistance, vous devrez soit utiliser l'équation de Steinhart-Hart à laquelle Nick et Vicatcu se réfèrent, soit utiliser une table de recherche et une interpolation. Les deux ont l'inconvénient d'avoir besoin de plus de mémoire: Steinhart-Hart contient un logarithme, pour lequel vous aurez besoin d'une bibliothèque à virgule flottante (je suppose que votre microcontrôleur n'a pas d'ALU à virgule flottante). La table de recherche a également besoin de mémoire et peut ne pas vous donner une meilleure précision que la fonction linéarisée si vous devez interpoler cela.

Stevenvh
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Ne linéarisez pas sauf si vous utilisez des circuits analogiques uniquement!
Jason S
Et veuillez modifier votre message pour plus de précision: la relation ne devient pas une simple équation linéaire. La relation se rapproche d' une équation linéaire sur une plage particulière de températures.
Jason S
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Jason: pouvez-vous élaborer? Pourquoi ne pas linéariser dans les circuits numériques?
Stephen Collings
La note de l'application indique que cette configuration souffrira un peu de la sensibilité.
abdullah kahraman
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@abdullah - Je voulais dire cela ironiquement :-). Mais apparemment, plus d'utilisateurs semblent préférer la situation plus complexe, ce qui ne me dérange pas, mais la seule raison pour laquelle je peux penser à rejeter la solution plus simple est que la résistance serait trop chère. :-)
stevenvh
4

Un NTC a une réponse non linéaire à la température.

Vous pouvez déterminer la résistance d'une thermistance en mesurant la tension qui la traverse dans un circuit diviseur de potentiel. Ensuite, vous pouvez obtenir une résistanceR de cela en utilisant la loi d'Ohm.

Par exemple, disons que vous avez une alimentation 5V, utilisez une résistance 1k en série avec le NTC et si vous mesurez 0,5V, divisez simplement 1k par 0,5V et obtenez 10k ohms comme résistance.

Tu as aussi besoin, T0 et Ro, une température «fixe» en kelvins et à cette température, sa résistance. Il est généralement administré à température ambiante.

Puis, étant donné ces détails, mettez-le dans cette équation pour obtenir T, la température.

T=11To+(1BlnRRo)

Thomas O
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Veuillez confirmer que j'ai correctement réécrit l'équation.
abdullah kahraman
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Il existe plusieurs façons (à la fois en termes de circuits analogiques et en termes de calcul logiciel) d'utiliser des thermistances pour mesurer la température.

La réponse courte est à peu près la suivante:

  • Utilisez la thermistance et une résistance de référence pour créer un diviseur de tension.
  • Prenez le milieu du diviseur de tension et alimentez-le dans un convertisseur analogique-numérique.
  • Mesurer la tension ADC dans le logiciel.
  • En utilisant votre connaissance de la résistance de référence et de la courbe R vs. T de la thermistance, convertissez les comptes ADC en température.

Il y a un certain nombre de subtilités ici, donc pour plus de lecture, vous voudrez peut-être consulter cet article sur le conditionnement du signal des thermistances - j'espère que cela vous aidera!

Jason S
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L'article a l'air bien!
AndrejaKo