Comment mesurer la température à l'aide d'une thermistance NTC?

J'ai une thermistance TTC103 NTC. Il a une résistance de puissance nulle de 10 kΩ à 25 ° C et une valeur B25 / 50 de 4050. Comment puis-je l'utiliser pour mesurer la température?

Les thermistances NTC (coefficient de température négatif) modifient leur résistance effective à la température. L'équation la plus courante utilisée pour modéliser ce changement est l' équation de Steinhart-Hart . Il utilise trois coefficients pour caractériser le matériau NTC avec une grande précision.

L' équation de Steinhart-Hart est un modèle de la résistance d'un semi-conducteur à différentes températures. L'équation est:

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

où:

• est la température (en kelvins)$T$
• est la résistance à T (en ohms)$R$$T$
• , B et C sont lescoefficients Steinhart-Hartqui varient en fonction du type et du modèle de thermistance et de la plage de température d'intérêt. (La forme la plus générale de l'équation appliquée contient un terme ( ln ( R ) ) 2 , mais il est souvent négligé car il est généralement beaucoup plus petit que les autres coefficients et n'est donc pas illustré ci-dessus.)$A$$B$$C$$(\ln(R))^2$

- Équation de Steinhart-Hart - Wikipedia, L'Encyclopédie gratuite

De nombreux fabricants fournissent des notes d'application (par exemple ici ) détaillant comment calibrer un NTC donné si vous souhaitez une précision meilleure que la tolérance de fabrication indiquée.

Le coefficient B fourni peut être utilisé dans une équation de Steinhart-Hart simplifiée, comme décrit dans l' article de Wikipédia sur la thermistance sous «Équation du paramètre B» .

Utilisez-le comme une jambe (disons la jambe "supérieure") dans un circuit diviseur de tension, l'autre jambe étant une résistance connue. Mesurez la tension au milieu du diviseur (par exemple avec un convertisseur analogique-numérique). Déduire la résistance de la thermistance de la tension mesurée comme:

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

Utilisez l'équation:

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

dans votre cas, , B = 4050 et T 0 = ( 273 + 25 ) = 298 . Branchez ces nombres, plus la résistance mesurée de la thermistance dans l'équation et sort une température en Kelvin.$R_0 = 10000$$B = 4050$$T_0 = (273 + 25) = 298$

Lisez cet article wikipedia pour plus de détails.

Les NTC sont non linéaires et vous verrez des formules plutôt désagréables exprimant la relation température-résistance.
En ajoutant une paire de résistances ordinaires, vous pouvez linéariser leur comportement afin que cette relation soit approximée par une simple équation linéaire de la forme . L'exemple suivant est tiré de cette note Epcos . $y=ax+b$

La courbe est pratiquement droite de 0 ° C à 60 ° C, ce qui est suffisant pour de nombreuses applications.

Dans cette réponse, je montre comment, dans certains cas, vous pouvez obtenir une courbe linéaire presque parfaite (15 ppm) sur un domaine limité avec juste une résistance série.

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Si vous n'avez pas l'argent pour une résistance, vous devrez soit utiliser l'équation de Steinhart-Hart à laquelle Nick et Vicatcu se réfèrent, soit utiliser une table de recherche et une interpolation. Les deux ont l'inconvénient d'avoir besoin de plus de mémoire: Steinhart-Hart contient un logarithme, pour lequel vous aurez besoin d'une bibliothèque à virgule flottante (je suppose que votre microcontrôleur n'a pas d'ALU à virgule flottante). La table de recherche a également besoin de mémoire et peut ne pas vous donner une meilleure précision que la fonction linéarisée si vous devez interpoler cela.

Un NTC a une réponse non linéaire à la température.

Vous pouvez déterminer la résistance d'une thermistance en mesurant la tension qui la traverse dans un circuit diviseur de potentiel. Ensuite, vous pouvez obtenir une résistance$R$ de cela en utilisant la loi d'Ohm.

Par exemple, disons que vous avez une alimentation 5V, utilisez une résistance 1k en série avec le NTC et si vous mesurez 0,5V, divisez simplement 1k par 0,5V et obtenez 10k ohms comme résistance.

Tu as aussi besoin, $T_0$ et $R_o$, une température «fixe» en kelvins et à cette température, sa résistance. Il est généralement administré à température ambiante.

Puis, étant donné ces détails, mettez-le dans cette équation pour obtenir T, la température.

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

Il existe plusieurs façons (à la fois en termes de circuits analogiques et en termes de calcul logiciel) d'utiliser des thermistances pour mesurer la température.

La réponse courte est à peu près la suivante:

• Utilisez la thermistance et une résistance de référence pour créer un diviseur de tension.
• Prenez le milieu du diviseur de tension et alimentez-le dans un convertisseur analogique-numérique.
• Mesurer la tension ADC dans le logiciel.
• En utilisant votre connaissance de la résistance de référence et de la courbe R vs. T de la thermistance, convertissez les comptes ADC en température.

Il y a un certain nombre de subtilités ici, donc pour plus de lecture, vous voudrez peut-être consulter cet article sur le conditionnement du signal des thermistances - j'espère que cela vous aidera!