¿Cómo medir la temperatura usando un termistor NTC?

Tengo un termistor NTC TTC103 . Tiene una resistencia de potencia cero de 10 kΩ a 25 ° C y un valor B25 / 50 de 4050. ¿Cómo lo uso para medir la temperatura?

Los termistores NTC (coeficiente de temperatura negativo) cambian su resistencia efectiva a la temperatura. La ecuación más común utilizada para modelar este cambio es la ecuación de Steinhart-Hart . Utiliza tres coeficientes para caracterizar el material NTC con gran precisión.

La ecuación de Steinhart-Hart es un modelo de la resistencia de un semiconductor a diferentes temperaturas. La ecuación es:

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

dónde:

• es la temperatura (en grados Kelvin)$T$
• es la resistencia en T (en ohmios)$R$$T$
• , B y C son loscoeficientes Steinhart – Hartque varían según el tipo y modelo de termistor y el rango de temperatura de interés. (La forma más general de la ecuación aplicada contiene un término ( ln ( R ) ) 2 , pero esto se descuida con frecuencia porque generalmente es mucho más pequeño que los otros coeficientes y, por lo tanto, no se muestra arriba).$A$$B$$C$$(\ln(R))^2$

- Ecuación de Steinhart-Hart - Wikipedia, la enciclopedia libre

Muchos fabricantes proporcionan notas de aplicación (por ejemplo, aquí ) que detallan cómo calibrar un NTC dado si desea una precisión mejor que la tolerancia de fabricación citada.

El coeficiente B proporcionado se puede usar en una ecuación simplificada de Steinhart-Hart como se describe en el artículo del termistor de Wikipedia bajo "Ecuación de parámetro B" .

Úselo como un tramo (digamos el tramo "superior") en un circuito divisor de voltaje con el otro tramo como resistencia conocida. Mida el voltaje en el punto medio del divisor (por ejemplo, con un convertidor analógico a digital). Inferir la resistencia del termistor del voltaje medido como:

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

Usa la ecuación:

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

en su caso, , B = 4050 y T 0 = ( 273 + 25 ) = 298 . Inserte esos números, más la resistencia medida del termistor en la ecuación y saca una temperatura en Kelvin.$R_0 = 10000$$B = 4050$$T_0 = (273 + 25) = 298$

Lea este artículo de Wikipedia para más detalles.

Los NTC no son lineales y verá fórmulas bastante desagradables que expresan la relación resistencia a la temperatura.
Al agregar un par de resistencias ordinarias, puede linealizar su comportamiento para que esta relación se aproxime mediante una ecuación lineal simple de la forma$y=ax+b$. El siguiente ejemplo es de esta nota de Epcos .

La curva es prácticamente recta de 0 ° C a 60 ° C, que es suficiente para muchas aplicaciones.

En esta respuesta , muestro cómo, en algunos casos, puede obtener una curva lineal casi perfecta (15 ppm) sobre un dominio limitado con solo una resistencia en serie.

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Si no tiene el dinero para una resistencia, tendrá que usar la ecuación de Steinhart-Hart a la que se refieren Nick y Vicatcu, o usar una tabla de búsqueda e interpolación. Ambos tienen la desventaja de que necesitan más memoria: Steinhart-Hart contiene un logaritmo, para lo cual necesitará una biblioteca de punto flotante (supongo que su microcontrolador no tiene un ALU de punto flotante). La tabla de búsqueda también necesita algo de memoria, y puede que no le brinde una mejor precisión que la función linealizada si tiene que interpolar eso.

Un NTC tiene una respuesta no lineal a la temperatura.

Puede calcular la resistencia de un termistor midiendo el voltaje a través de él en un circuito divisor potencial. Entonces, puedes obtener una resistencia$R$ de esto usando la ley de Ohm.

Por ejemplo, supongamos que tiene un suministro de 5V, use una resistencia de 1k en serie con el NTC y si mide 0.5V, simplemente divida 1k por 0.5V y obtenga 10k ohmios como resistencia.

También necesitas, $T_0$ y $R_o$, una temperatura 'fija' en grados Kelvin y a esa temperatura, su resistencia. Por lo general, se administra a temperatura ambiente.

Luego, dados estos detalles, colóquelo en esta ecuación para obtener Tla temperatura.

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

Hay varias formas (tanto en términos de circuitos analógicos como en términos de cálculo de software) para usar termistores para medir la temperatura.

La respuesta corta es aproximadamente la siguiente:

• Use el termistor y una resistencia de referencia para hacer un divisor de voltaje.
• Tome el centro del divisor de voltaje y aliméntelo en un convertidor analógico a digital.
• Mida el voltaje ADC en el software.
• Usando su conocimiento de la resistencia de referencia y la curva R contra T del termistor, convierta de conteos de ADC a temperatura.

Aquí hay una serie de sutilezas, así que para leer más, puede consultar este artículo mío sobre el acondicionamiento de la señal del termistor , ¡espero que esto ayude!