И коту ясно, что терморезистор - это датчик температуры, который изменяет свое сопротивление под действием температуры. Существует NTC и PTC терморезисторы. NTC - это такие терморезисторы, у которых сопротивление падает при возрастании температуры. Их еще называют термисторами. PTC же на оборот, температура растет и сопротивление растёт. Такие терморезисторы называют позисторами, так как у них положительный температурный коэф.
На сколько мне известно, терморезисторы обладают наибольшей чувствительностью (изменение сопротивления на один градус изменения температуры), но обладают нелинейной характеристикой.
Производители часто приводят таблицу, в которой отображена зависимость сопротивления от температуры. Например, вот
В данном случае, нам интересен столбец T(C) и R/R25.
В целом, характеристика достаточно типичная для NTC. Параметр R/R25 показывает отношение сопротивления термистора к его же сопротивлению при температуре 25 градусов. В данном случае, при 25 градусах сопротивление 10 кОм. Например, при температуре 0 градусов, сопротивление термистора составит 2,938*10кОм = 29,38 кОм, при 40 градусах сопротивление составит 10коМ*0,56279 = 5,63 кОм. И т.д.
Коэффициент B является коэффициентом температурной чувствительности. Указывается его значение при двух температурах. Обычно это при 25 и при 100 градусах цельсия соответственно. При каких температурах вычислялся этот коэф. видно из названия. Сам же коэф. Измеряется в Кельвинах, рассчитывается по формуле.
Зная R1 при T25, B из документации на термистор и R при измеряемой температуре, можно вычислить эту самую температуру по формуле, которая выводится из вышеприведенного равенства.
Ну или можем найти T1 при остальных известных параметрах
Как видите, стоит позабавиться с математикой, прежде чем вычислить температуру, которая находится между значениями, данными в таблице от производителя. Как поступить - решать вам: вбить таблицу от производителя в память и ориентироваться на нее, вычислять математически температуру, снять свою таблицу с другим шагом, интерполировать полученные данные. Как видите, простора для творчества хватает :)
Идем дальше.
Как считать температуру ясно. Как подключить терморезистор в схему?
Первое, что пришло в голову - это обычный делитель. Вариант рабочий, если не требуется большая точность. Но лучше этот делитель оснастить повторителем, хотя в большинстве случаев "и так сойдет". Схема
Проблема данного решения в том, что через термистор протекает ток. И этот ток разогревает термистор. Отсюда набегает погрешность в измерении. По этому, разработчик должен увеличить сопротивление R1, что бы уменьшить ток через термистор, уменьшая этим его саморазогрев.
И тут мы подошли к другому важному параметру, а именно Dissipation factor. Этот параметр показывает мощность, при которой термистор нагреется на 1 градус выше окружающей среды. Измеряется в мВт/К.
Как использовать эти знания?
Давайте прикинем. В данном случае, DF 3 мВт/К. Температуру надо измерить с точностью 0,5 С. В этом случае, максимально допустимое рассеивание составит 3 мВт/К*0,5 = 1,5 мВт. Не смущайтесь, что я Кельвин умножил на Цельсия. Если копнуть глубже, Кельвин сократится. Магия :)
Короче, получили максимальную мощность рассеивания 1,5 мВт. Учитывая другие факторы, которые нам будут портить жизнь, эту величину делим на 2, тем самым ужесточая требования. В итоге, получили P = 0,75 мВт. Мы не должны перешагнуть через эту величину во всём диапазоне температур. Если используем NTC, то резистор подтяжки (верхнее плечо делителя) рассчитываем для минимального сопротивления термистора (т.е. максимальной температуры в нашем диапазоне). Считаем всё по знакомой формуле. Падение напряжения на термисторе, при известной мощности
Далее, Находим ток через термистор
Вычисляем падение напряжения на R1
Находим величину R1
Вроде всё. Уж подставлять цифры я не стал, привел лишь формулы для расчета. Можете самостоятельно все посчитать и в комментариях сказать, какое сопротивление R1 у вас получилось и для какого диапазона температур вы считали :)
За одно проверим, не ошибся ли я где-то (такое бывает, так что не верьте мне и всё перепроверяйте).
Пожалуй, я разделю данную статью на две части. Получается много информации. В следующей статье поговорим о том, как масштабировать результат измерения температуры, и как влияют разбросы компонентов на схему.
На связи был SamOn. Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, если был полезен, ибо только так я могу судить о том, интересно вам или нет! Если заметили какую-либо неточность или у вас есть что сказать - добро пожаловать в комментарии!