Elección del valor de registro para NTC con divisor de tensión

Necesito ayuda para elegir la resistencia para el circuito divisor de voltaje para leer la temperatura usando el termistor NTC. Estoy planeando usar STM32 con su ADC de 12 bits .

El NTC que estoy usando tiene las siguientes propiedades:

  • Elemento sensor: Termistor NTC
  • Resistencia en vacío a 25°C: 10Kohmios
  • Tolerancias a 25°C: ±1%
  • Beta(25/85) Constante: 3977K ±1%
  • Rango de temperatura de funcionamiento: -40C ÷ 125C

Más información disponible aquí: Ficha técnica .

Las temperaturas que estaré midiendo están entre 15C y 65C.

Estoy planeando construir un circuito simple como este:

Divisor de voltaje NTC

¿ Cuál sería un buen valor para Rs para estas condiciones? Creo que es mejor usar el riel de 3.3v en lugar de 5v de STM32, ¿es correcto?

Creo que con este circuito cuando la temperatura aumenta, el voltaje en Vout disminuirá. También vi algunos diseños en los que se invierten Rs y Rt. ¿Hay alguna ventaja del otro enfoque (invertido)? Con este enfoque, creo que puedo pasar menos corriente en el termistor, ya que idealmente debería tener un máximo de 1 mA.

¿Puedo obtener una buena precisión razonable con un circuito como este o debo considerar la limpieza de ruido con un condensador o circuitos más complejos usando OpAmp, etc.?

Para alcanzar la máxima precisión, máx. voltios a la mínima temperatura. Toma máxima de voltaje igual a Vref de ADC. Pero la forma correcta de medir la resistencia es usar una fuente de corriente constante.
Podría registrar los valores DAC y la temperatura en muchos puntos a lo largo del rango de interés, luego ajustar esto (regresión) a una fórmula. Luego, aplique cualquier valor DAC arbitrario a la fórmula y obtendrá una temperatura bastante precisa. Esto también puede funcionar para "sensores" muy no lineales, como una unión de diodo.
Tiene un NTC, por lo que si desea un voltaje de salida que esté correlacionado positivamente con su temperatura, debe cambiar las posiciones de su termistor y resistencia.

Respuestas (2)

Lo más probable es que el STM32 use 3,3 V como referencia DAC, por lo que para el circuito de detección tiene sentido usar también 3,3 V.

Por lo general, el enfoque es seleccionar una resistencia R s lo que maximizará la oscilación de voltaje que se ve en el pin ADC para el rango de temperatura que desee, que depende de la resistencia del sensor a esas temperaturas.

Entonces, según la temperatura mínima y máxima que desee, calcule las resistencias mínima y máxima del termistor R metro i norte y R metro a X .

Entonces el óptimo R s que maximiza la oscilación de voltaje es la media geométrica de R metro i norte y R metro a X , es decir

R s = R metro i norte R metro a X

Sólo asegúrese de que el R s El valor es razonable y no conduce a que fluya demasiada corriente y no afecte la lectura al calentar el termistor. Además, no debería hacer mucha diferencia de qué manera el termistor R t y resistencia R s están en el circuito.

Es posible que desee ver esta discusión: electronics.stackexchange.com/questions/502397/…

Como desea cubrir el rango de 15 °C a 65 °C, debe usar una resistencia igual a su resistencia a la temperatura media de 40 °C. Esto le dará la mejor (o la menos peor) resolución, una resolución más o menos igual en ambos extremos de su rango de temperatura, asumiendo que su ADC va de riel a riel. Dicho esto, la resolución de ADC en los extremos será algo peor que la resolución de rango medio.

Es posible que desee considerar cambiar el valor de R S a medida que cambia la temperatura, tal vez con el uso de salidas de tres estados de su MCU, o con interruptores analógicos o FET, para mantener alta su resolución. La mejor resolución se obtiene alrededor de la mitad del carril, donde R S ~ R T . La ventaja de esto es que tendrá una excelente linealidad de temperatura a voltaje sobre aproximadamente ± 5 ° C desde el punto de igual resistencia.

Para tener una idea, usando una resistencia para mediados de 40C, ¿en qué orden de magnitud será la precisión? +- 1C o 0.5C o 0.1C ?
@lealoureiro Tienes el valor beta para el termistor, lo resuelves. La resolución es fácil, pero si necesita precisión, entonces necesita saber más sobre el ADC en el STM32, como su linealidad, y si no está usando el mismo suministro que alimenta el termistor para la referencia de ADC, entonces el seguimiento de esos dos voltajes también.
@lealoureiro: no obtendrá una precisión de +/- 1 grado C, mucho menos de 0.5C o 0.1C sin algún tipo de calibración. Y recuerde que el valor beta solo es preciso en un rango de temperatura relativamente estrecho. Busque en este sitio información sobre el uso de la ecuación de Steinhart-Hart para convertir la resistencia en temperatura.