Выбор резистора смещения для термистора

Rtэто термистор. Rbэто резистор смещения, значение которого мне нужно рассчитать. Температура, которая меня интересует, дает Rtдиапазон сопротивления 4k...115k. То , что я хочу, чтобы масштабировать это всего разрешение АЦП, что 10немного есть 0...1023. Поэтому, когда Rt = RbАЦП преобразует его в 511. Не уверен, что это возможно, но в идеале я хотел бы, чтобы 0АЦП читал, когда Rt = 4kи 1023когда Rt = 115k(или другим способом).

Внутренне в MC у меня есть справочная таблица, которая преобразует значение АЦП в температуру, в соответствии с кривой, описанной в спецификации термистора.

введите описание изображения здесь

— Pablo
источник

Почему бы не иметь потенциометр, чтобы вы могли изменить значение?

— Дин

Зачем мне нужно менять значение для заданных параметров и диапазонов? Я думаю, Rbдолжна быть очень определенная ценность.

— Пабло

Это позволило бы вам установить значение более точно, и я не думал о POT с длинной ручкой, а о предустановленном резисторе .

— Декан

Как только я знаю, как рассчитать значение Rb, это хорошая идея, чтобы установить предустановленный резистор.

— Пабло

Ответы:

Если низкое сопротивление , вы можете легко рассчитать сопротивление, необходимое для делителя напряжения. При выборе опорного напряжения АЦП с внутренней запрещенной зоны (обычно 2V56 или 1х1), вы можете использовать почти весь диапазон АЦП. Таким образом (при условии, что является постоянным): $R_T$ $V_{CC}$

U_{р Е F} знак равно U_{я N, M A Икс} знак равно \frac{р_{В}}{р_{В} + р_{T, M я N}} \times В_{С С}

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

р_{В} знак равно \frac{U_{р Е F} \times р_{T, M я N}}{В_{С С} - U_{р Е F}}

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

И округлите вниз, так что вы никогда не достигнете полной шкалы на АЦП. Получив вы сможете рассчитать минимальное входное напряжение, которое вы можете достичь. Знание этого полезно, потому что вы можете выполнить две проверки работоспособности в своей программе: $R_B$ $R_B$

Когда значение АЦП (около) 1023, это указывает на то, что датчик неисправен из-за короткого замыкания (плохая проводка, ...);
Когда значение АЦП равно (около) 0, это указывает на то, что датчик не удалось открыть (не подключен, обрыв провода, ...)

На основе этих двух проверок вы можете заставить свою программу решать, что делать: Например, установить высокий выход ошибки, отключить питание от нагрузки, ...

Помните, что с этим резистивным делителем напряжения разрешение вашего измерения будет широко варьироваться по шкале.

Например. с заданной шириной запрещенной зоны 1 В1 и напряжением питания 5 В: Округлено до первого доступного значения Значение составляет

р_{В} знак равно \frac{1,1 В \times 4 К Ω}{5 В - 1,1 В} знак равно \frac{4,4 К}{3,9} знак равно 1,13 К 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_{я N, M я N} знак равно \frac{1 К Ω}{1 К Ω + 115 К Ω} \times 5 В знак равно 43 м В

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

U_{я N, M A Икс} знак равно \frac{1 К Ω}{1 К Ω + 4 К Ω} \times 5 В знак равно 1000 м В

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

Преимущество использования эталона 1V1 состоит в том, что довольно легко предсказать приблизительный диапазон значений АЦП: 43 - 1000

— jippie
источник

Опорное напряжение АЦП равно VCC. Как вы думаете, среднее разрешение по шкале составит около 1 градуса С?

— Пабло

Какой контроллер вы используете, и вы уверены, что не хотите переходить на эталонную пропускную способность?

— Джиппи

ATmega328P. Я думал, что ссылка AVCC дает мне лучшее разрешение. Конечно, я могу настроить работу с версией 1.1 VBG, если она даст мне лучшие результаты.

— Пабло

Просто убедитесь, что ваш Vcc стабилен, так как он является частью уравнения. Конечно, вы можете измерять Vcc с помощью того же АЦП (используя второй делитель напряжения) и корректировать измерения для разных Vcc.

— Джиппи

Rb = постоянный ток. Это удвоит его эффективность, добавит некоторую линейность на выходе и обеспечит изоляцию от колебаний напряжения.

— Optionparty

С помощью простого резистивного делителя вы не сможете расширить диапазон выходных напряжений, чтобы охватить весь диапазон входа АЦП, но вы получите лучшее общее разрешение, установив для резистора смещения среднее геометрическое значение минимума. и максимальные значения сопротивления вашего датчика (для интересующего температурного диапазона).

Для вашей конкретной установки это было бы $\sqrt{4K * 115K} = 21.447K$

Вы можете выбрать резистор 21,5 кОм 1% или резистор 22 кОм 5%. Получаемые напряжения будут варьироваться от 15,7% до 84,3% от входного диапазона АЦП.

Чтобы получить выходные напряжения, которые охватывают весь диапазон АЦП, вам понадобится активная (например, операционный усилитель) схема с возможностью усиления и смещения.

— Дэйв Твид
источник

Ваше решение также сработало. Я хотел бы принять более одного ответа.

— Пабло