NTC 서미스터를 사용하여 온도를 측정하는 방법은 무엇입니까?

나는이 TTC103 NTC 서미스터를. 25 ° C에서 10kΩ의 제로 전력 저항과 4050의 B25 / 50 값을 갖습니다. 온도 측정에 어떻게 사용합니까?

NTC 서미스터는 온도에 따른 유효 저항을 변경합니다. 이 변화를 모델링하는 데 사용되는 가장 일반적인 방정식은 Steinhart-Hart equation 입니다. 3 가지 계수를 사용하여 NTC 재료를 매우 정확하게 특성화합니다.

Steinhart - 하트 방정식은 상이한 온도에서 반도체의 저항의 모델이다. 방정식은 다음과 같습니다.

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

어디:

• 는 온도 (켈빈)$T$
• 은 T 에서의 저항(옴)$R$$T$
• , B 및 C 는Steinhart–Hart 계수이며 서미스터의 유형과 모델 및 관심 온도 범위에 따라 다릅니다. (적용된 방정식의 가장 일반적인 형태는 ( ln ( R ) ) 2 항을 포함하지만 일반적으로 다른 계수보다 훨씬 작기 때문에 무시되는 경우가 많습니다 (위에 표시되지 않음).$A$$B$$C$$(\ln(R))^2$

— Steinhart-Hart equation-위키 백과, 우리 모두의 백과 사전

많은 제조업체 는 인용 된 제조 공차보다 정확도를 높이려면 주어진 NTC를 교정하는 방법에 대해 자세히 설명 하는 애플리케이션 노트 (예 : 여기 )를 제공합니다 .

제공된 B- 계수는 Wikipedia Thermistor 기사의 "B parameter equation"에 설명 된대로 Steinhart-Hart 식 단순화에 사용할 수 있습니다 .

전압 분배기 회로에서 한쪽 레그 (예 : "위쪽"레그)로 사용하고 다른 레그는 알려진 저항입니다. 분배기의 중간 점에서 전압을 측정하십시오 (예 : 아날로그-디지털 변환기 사용). 측정 된 전압에서 서미스터 저항을 다음과 같이 추론하십시오.

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

방정식을 사용하십시오.

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

귀하의 경우, , B = 4050 및 T 0 = ( 273 + 25 ) = 298 입니다. 이 숫자와 서미스터의 측정 된 저항을 방정식에 꽂고 온도를 켈빈으로 표시합니다.$R_0 = 10000$$B = 4050$$T_0 = (273 + 25) = 298$

자세한 내용은 이 위키 백과 기사 를 읽으십시오 .

NTC는 비선형이며 온도 저항 관계를 나타내는 다소 불쾌한 공식을 볼 수 있습니다.
일반 저항 쌍을 추가하면 동작을 선형화하여이 관계를 간단한 선형 방정식 형식으로 근사화 할 수 있습니다.$y=ax+b$. 다음 예제는 이 Epcos appnote 에서 가져온 것 입니다.

곡선은 0 ° C에서 60 ° C까지 거의 직선이며 많은 응용 분야에 충분합니다.

에서 이 답변 나는 어떤 경우에는 그냥 일련의 저항과 제한된 도메인을 통해 거의 완벽한 (15 ppm으로) 선형 곡선을 얻을 수있는 방법을 보여줍니다.

편집
저항에 돈이 없다면 Steinhart-Hart 방정식 Nick과 Vicatcu가 참조하거나 룩업 테이블과 보간법을 사용해야합니다. 둘 다 더 많은 메모리가 필요하다는 단점이 있습니다. Steinhart-Hart에는 로그가 들어 있습니다.이 로그에는 부동 소수점 라이브러리가 필요합니다 (마이크로 컨트롤러에는 부동 소수점 ALU가 없다고 가정합니다). 조회 테이블에도 약간의 메모리가 필요하며, 보간해야하는 경우 선형화 된 함수보다 정확도가 떨어질 수 있습니다.

NTC에는 온도에 대한 비선형 반응 이 있습니다.

전위 분배기 회로에서 서미스터의 전압을 측정하여 서미스터의 저항을 계산할 수 있습니다. 그러면 저항을 얻을 수 있습니다$R$ 옴의 법칙을 사용하여

예를 들어, 5V 전원 공급 장치에 NTC와 직렬로 1k 저항을 사용하고 0.5V를 측정하는 경우 1k를 0.5V로 나누고 저항으로 10k 옴을 얻으십시오.

또한 필요합니다 $T_0$ 과 $R_o$캘빈 단위의 '고정'온도 및 해당 온도에서의 저항. 일반적으로 실온에서 제공됩니다.

그런 다음, 이러한 세부 사항이 주어지면이 방정식에 넣어 T온도를 구하십시오.

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

서미스터를 사용하여 온도를 측정하는 방법에는 여러 가지 (아날로그 회로 및 소프트웨어 계산 측면) 있습니다.

짧은 대답은 대략 다음과 같습니다.

• 서미스터와 기준 저항을 사용하여 전압 분배기를 만드십시오.
• 전압 분배기의 중간을 잡고 아날로그-디지털 변환기에 공급하십시오.
• 소프트웨어에서 ADC 전압을 측정하십시오.
• 기준 저항에 대한 지식과 서미스터의 R 대 T 곡선을 사용하여 ADC 카운트에서 온도로 변환하십시오.

여기에는 여러 가지 미묘한 점이 있으므로 더 자세히 읽으려면 서미스터 신호 컨디셔닝에 대한 내 기사 를 확인하십시오 .