Uso de ADC lineal y RExt de resistencia externa para capturar el método no lineal del termistor
El termistor NTC / PTC es un cuerpo de óxido sinterizado. Tiene un coeficiente de temperatura negativo, en comparación con la resistencia del metal, el coeficiente de temperatura de resistencia, la sensibilidad es aproximadamente 10 veces la resistencia térmica del metal. Estructura simple, pequeña resistividad, adecuada para medición dinámica, en el campo de prueba y control automático es ampliamente utilizado. Pero NTC / PTC termistor termoeléctrico serio no lineal. Compensar su error de no linealidad o linealizarlo es el problema principal para expandir su rango de medición y mejorar la precisión de la medición.
Cuando necesite convertir el valor de resistencia del termistor a un valor de voltaje, entonces el diseño del dispositivo será bastante difícil. El termistor suele ser un componente de temperatura de resistencia no lineal de alta impedancia. El dispositivo simplifica uno de los problemas de la interfaz. Sin embargo, el problema de interfaz más desafiante es cómo utilizar el ADC lineal y la resistencia externa RExt para capturar el comportamiento no lineal del termistor en forma digital.
La resistencia del termistor cambiará con los cambios de temperatura, y este cambio no es lineal, la ecuación de Steinhart-Hart lo muestra. Durante la medición de temperatura, necesita conducir un termistor a través de la corriente de referencia, para crear un voltaje equivalente, el voltaje equivalente tiene una respuesta no lineal. Puede usar la tabla de referencia provista en el microcontrolador,
Se intenta compensar la respuesta no lineal del termistor. Incluso si puede ejecutar dichos algoritmos en el firmware del microcontrolador, pero aún necesita un convertidor de alta precisión para temperaturas extremas en la captura de datos.
1, método de resistencia en serie y en paralelo
El termistor NTC tiene una relación no lineal con la temperatura y debe linealizarse. El método específico es la primera serie RT de una resistencia externa adecuada RExt. Y luego se conecta a la tensión de referencia 1.24V URef, luego use el MAX6691 para medir la tensión en el RExt. La no linealidad del termistor NTC se puede minimizar en el rango de temperatura seleccionado.
Para calcular RExt, siga estos pasos:
(1) Determine el rango de temperatura a medir (por ejemplo, 0 ° C a + 70 ° C);
(2) Dentro de este rango de temperatura, se determina el valor mínimo Rmin del termistor (correspondiente a la temperatura más alta, por ejemplo + 70 ° C), el valor máximo Rmax (correspondiente a la temperatura más baja, por ejemplo, 0 ° C). y el valor intermedio Rmid (correspondiente a la temperatura intermedia, aquí +35 ° C);
2, método de interpolación lineal:
Cambie el método lineal del termistor, otro método es: puede usar técnicas de "linealización de hardware" y un ADC de menor precisión antes de digitalizar. Una técnica es conectar una resistencia RSER en serie con el termistor RTHERM y el voltaje de referencia o la fuente de alimentación (consulte la Figura 1). Configure el PGA (amplificador de ganancia programable) a 1V / V. Sin embargo, en dicho circuito, un ADC de precisión de 10 bits puede detectar solo un rango de temperatura muy limitado (aproximadamente ± 25 ° C).
Tenga en cuenta que en la Fig. 1 la región de alta temperatura no se resuelve. Sin embargo, si la ganancia de la PGA aumenta a estos valores de temperatura, la señal de salida de la PGA puede controlarse dentro de un cierto rango. En este rango, ADC puede proporcionar una conversión confiable, por lo tanto, la temperatura del termistor para identificar.
El algoritmo de detección de temperatura del microcontrolador lee valores digitales ADC de 10 bits y lo envía al programa de software PGA lag. El procedimiento de retraso de PGA verifica la configuración de ganancia de PGA, y los valores digitales de ADC se comparan con los valores de nodo de voltaje que se muestran en la Figura 1. Si la salida de ADC excede el valor del nodo de voltaje, el microcontrolador establece la ganancia PGA en la siguiente configuración de ganancia más alta o más baja. si es necesario, el microcontrolador volverá a adquirir un nuevo valor de ADC. La ganancia de PGA y los valores de ADC se transfieren a un programa de interpolación lineal por microcontrolador.
Obtener datos de un termistor no lineal a veces se considera una "tarea imposible". "Puede conectar una resistencia en serie, un microcontrolador, un ADC de 10 bits y un PGA con un uso razonable, con el fin de resolver el termistor no lineal después de más de ± 25 ° C problemas de medición de temperatura provocados después.
El termistor se linealiza con un circuito de índice logarítmico. Las propiedades termoeléctricas del termistor son exponenciales, se puede prever una configuración de circuito, principalmente para completar las funciones de cálculo logarítmico. La salida del circuito está relacionada linealmente con el cambio de temperatura. En línea con este principio, el circuito de operación exponencial logarítmica está diseñado para realizar la salida de linealización del termistor.
Cuando necesite convertir el valor de resistencia del termistor a un valor de voltaje, entonces el diseño del dispositivo será bastante difícil. El termistor suele ser un componente de temperatura de resistencia no lineal de alta impedancia. El dispositivo simplifica uno de los problemas de la interfaz. Sin embargo, el problema de interfaz más desafiante es cómo utilizar el ADC lineal y la resistencia externa RExt para capturar el comportamiento no lineal del termistor en forma digital.
La resistencia del termistor cambiará con los cambios de temperatura, y este cambio no es lineal, la ecuación de Steinhart-Hart lo muestra. Durante la medición de temperatura, necesita conducir un termistor a través de la corriente de referencia, para crear un voltaje equivalente, el voltaje equivalente tiene una respuesta no lineal. Puede usar la tabla de referencia provista en el microcontrolador,
Se intenta compensar la respuesta no lineal del termistor. Incluso si puede ejecutar dichos algoritmos en el firmware del microcontrolador, pero aún necesita un convertidor de alta precisión para temperaturas extremas en la captura de datos.
1, método de resistencia en serie y en paralelo
El termistor NTC tiene una relación no lineal con la temperatura y debe linealizarse. El método específico es la primera serie RT de una resistencia externa adecuada RExt. Y luego se conecta a la tensión de referencia 1.24V URef, luego use el MAX6691 para medir la tensión en el RExt. La no linealidad del termistor NTC se puede minimizar en el rango de temperatura seleccionado.
Para calcular RExt, siga estos pasos:
(1) Determine el rango de temperatura a medir (por ejemplo, 0 ° C a + 70 ° C);
(2) Dentro de este rango de temperatura, se determina el valor mínimo Rmin del termistor (correspondiente a la temperatura más alta, por ejemplo + 70 ° C), el valor máximo Rmax (correspondiente a la temperatura más baja, por ejemplo, 0 ° C). y el valor intermedio Rmid (correspondiente a la temperatura intermedia, aquí +35 ° C);
2, método de interpolación lineal:
Cambie el método lineal del termistor, otro método es: puede usar técnicas de "linealización de hardware" y un ADC de menor precisión antes de digitalizar. Una técnica es conectar una resistencia RSER en serie con el termistor RTHERM y el voltaje de referencia o la fuente de alimentación (consulte la Figura 1). Configure el PGA (amplificador de ganancia programable) a 1V / V. Sin embargo, en dicho circuito, un ADC de precisión de 10 bits puede detectar solo un rango de temperatura muy limitado (aproximadamente ± 25 ° C).
Tenga en cuenta que en la Fig. 1 la región de alta temperatura no se resuelve. Sin embargo, si la ganancia de la PGA aumenta a estos valores de temperatura, la señal de salida de la PGA puede controlarse dentro de un cierto rango. En este rango, ADC puede proporcionar una conversión confiable, por lo tanto, la temperatura del termistor para identificar.
El algoritmo de detección de temperatura del microcontrolador lee valores digitales ADC de 10 bits y lo envía al programa de software PGA lag. El procedimiento de retraso de PGA verifica la configuración de ganancia de PGA, y los valores digitales de ADC se comparan con los valores de nodo de voltaje que se muestran en la Figura 1. Si la salida de ADC excede el valor del nodo de voltaje, el microcontrolador establece la ganancia PGA en la siguiente configuración de ganancia más alta o más baja. si es necesario, el microcontrolador volverá a adquirir un nuevo valor de ADC. La ganancia de PGA y los valores de ADC se transfieren a un programa de interpolación lineal por microcontrolador.
Obtener datos de un termistor no lineal a veces se considera una "tarea imposible". "Puede conectar una resistencia en serie, un microcontrolador, un ADC de 10 bits y un PGA con un uso razonable, con el fin de resolver el termistor no lineal después de más de ± 25 ° C problemas de medición de temperatura provocados después.
El termistor se linealiza con un circuito de índice logarítmico. Las propiedades termoeléctricas del termistor son exponenciales, se puede prever una configuración de circuito, principalmente para completar las funciones de cálculo logarítmico. La salida del circuito está relacionada linealmente con el cambio de temperatura. En línea con este principio, el circuito de operación exponencial logarítmica está diseñado para realizar la salida de linealización del termistor.
