Выбор резистора делителя напряжения и операционного усилителя для измерения температуры с термистором NTC

Я читал здесь об измерении температуры с помощью термисторов NTC и использовании уравнения Стейнхарта-Харта.

Однако я все еще немного запутался в выборе резистора для включения делителя напряжения с термистором. Должен ли я выбрать значение резистора, такое же, как сопротивление термистора в центре интересующего меня диапазона (200F), чтобы максимизировать чувствительность?

Также мне нужен операционный усилитель или входной усилитель для устранения любого шума, общего для обоих выводов термистора, поскольку датчик термистора будет находиться в бойлере эспрессо-машины, поэтому я ожидаю некоторого шума сети и переключения?

Если я использую прецизионное опорное напряжение для термистора, мое текущее понимание состоит в том, что я должен использовать то же самое напряжение для АЦП, правильно ли это?

Вы уверены, что термистор - правильный выбор для измерения 200 C? Можете ли вы предоставить лист данных?
@WhatRoughBeast 200°F ~= 93°C. Не так плохо.
@SpehroPefhany - Упс. Черт, ненавижу, когда такое происходит.
Здесь есть простой способ рассчитать номинал резистора.

Ответы (1)

Вероятно, вам следует использовать среднее процентное сопротивление. Исключение может быть, если вы готовы пожертвовать реальной производительностью, чтобы дисплей температуры выглядел лучше при комнатной температуре с АЦП с низким разрешением.

Шум можно уменьшить с помощью простого RC-фильтра — температура — это медленная переменная.

Опорное напряжение предпочтительно такое же, как у АЦП, но на самом деле термистор обычно изменяется примерно на -5% / градус C, поэтому любое «достаточно стабильное» опорное напряжение даст вам приемлемую производительность для вашего конкретного приложения.

Какой должна быть разумная постоянная времени для фильтра нижних частот для термистора в котле? Я планировал сделать, скажем, 10 измерений (в секунду?), отбрасывая выбросы (?) и усредняя остальные значения для улучшения разрешения. Я читал на этих форумах, что скользящее среднее также является типом фильтра нижних частот. Если это так, было бы достаточно просто использовать электролит 10 мкФ и 0,1 мкФ (керамический?) параллельно, чтобы удалить любой не постоянный ток из сигнала?
Постоянная времени может быть 0,1 ~ 1 секунда. Коммерческая машина для приготовления капучино, для которой я разработал элементы управления, использовала бойлер мгновенного испарения, поэтому в ней использовались термопары, и она работала намного горячее. Я думаю, что была нормативная (безопасная) причина. Если у вас есть вход, который может работать, скажем, со 100 кОм, вы можете добавить некоторое последовательное сопротивление, а затем конденсатор, например керамический 1 мкФ-10 мкФ, на землю.
Извините, я не совсем понимаю ваше утверждение: «Если у вас есть вход, который может работать, скажем, со 100K, вы можете добавить некоторое последовательное сопротивление». Не могли бы вы объяснить подробнее, пожалуйста?
Независимо от того, к чему вы подключаете термистор + резистор, допускается некоторое максимальное сопротивление источника, прежде чем ошибка станет неприемлемой. Если это число низкое, вы, вероятно, не сможете добавить большое сопротивление последовательно, поэтому ограничение должно быть большим. Буфер операционного усилителя легко выдерживает 100 КБ и более в зависимости от типа, поэтому вы можете избежать использования электролитической крышки.
Должен ли я размещать RC-фильтр нижних частот до или после буфера операционного усилителя? Кроме того, сопротивление моего термистора при интересующей температуре (200F) составляет около 835 Ом. Если бы я использовал резистор 835 Ом в делителе, не было бы это значение слишком низким и вызвало бы ошибки самонагрева, учитывая, что зонд был бы вставлен в герметичный сосуд, полный воды. Или какой-либо самонагрев будет несущественным, учитывая гораздо большую тепловую массу воды (около 2 литров)?
Перед буфером. При напряжении питания 5 В рассеиваемая мощность составит 7,4 мВт. Тепловая масса не так важна, важно тепловое сопротивление. Это может привести к смещению на несколько градусов по Фаренгейту или больше в зависимости от конструкции (см. техническое описание датчика или измерьте его). Вы можете использовать термистор с более высоким сопротивлением - я бы попытался сохранить сопротивление в диапазоне 5-10K при рабочей температуре, предполагая наличие буфера.
Спасибо. Я нашел термистор с сопротивлением 80,7 кОм при интересующей меня температуре. Можете ли вы сказать мне, было бы лучше использовать инструментальный усилитель, а не операционный усилитель в качестве буфера единичного усиления?
Я не вижу преимуществ инструментального усилителя в этом приложении.
Может быть, мне понадобится вместо операционного усилителя с единичным коэффициентом усиления операционный усилитель, настроенный с достаточным коэффициентом усиления, чтобы заполнить «окно» общего диапазона, который я ожидаю увидеть? Или я должен просто использовать опорное напряжение на АЦП для максимального напряжения, которое будет производиться делителем напряжения?
Термисторы настолько нелинейны, что (обычно) мало что можно получить, добавив ... усиление. В любом случае разрешение редко является самой большой проблемой с термисторами. Просто используйте ссылку АЦП для вашего термистора + резистора и оптимально выберите последовательный резистор.
И просто для ясности, я должен использовать операционный усилитель, настроенный как дифференциальный усилитель с единичным коэффициентом усиления, верно?
Просто повторитель напряжения с единичным усилением.
Будет ли достаточно операционного усилителя 741, или я должен искать какие-то конкретные характеристики в операционном усилителе?
Легче всего иметь дело с вводом и выводом данных от рельса к рельсу (RRIO). Возможно, у Microchip есть какие-то подходящие.
Теперь я использую RC-фильтр с резистором 100K и конденсатором 1 мкФ, обеспечивающим постоянную времени 0,1 секунды, затем повторитель напряжения с использованием операционного усилителя MCP6001. Я получаю хорошие стабильные результаты. Спасибо за вашу помощь @SpehroPefhany
Мне нужно удлинить выводы термистора, подойдет ли экранированная витая пара?
Выбор резистора делителя напряжения и операционного усилителя для измерения температуры с термистором NTC
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v