एनटीसी थर्मिस्टर का उपयोग करके तापमान कैसे मापें?

Question

मेरे पास TTC103 NTC थर्मिस्टर है। इसमें 25 डिग्री सेल्सियस पर 10 kΩ का शून्य-शक्ति प्रतिरोध और 4050 का B25 / 50 मूल्य है। मैं तापमान को मापने के लिए इसका उपयोग कैसे करूं?

Comments

अरे, मेरे पास ठीक वही थर्मिस्टर है :)

— अब्दुल्लाह कहरामन

Answer 1

एनटीसी (नकारात्मक तापमान गुणांक) थर्मिस्टर्स तापमान पर अपने प्रभावी प्रतिरोध को बदलते हैं। इस परिवर्तन को मॉडल करने के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे सामान्य समीकरण स्टाइनहार्ट-हार्ट समीकरण है । यह NTC सामग्री को महान सटीकता के साथ चिह्नित करने के लिए तीन गुणांक का उपयोग करता है।

Steinhart-हार्ट समीकरण अलग अलग तापमान पर एक अर्धचालक के प्रतिरोध का एक मॉडल है। समीकरण है:

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

कहाँ पे:

• $T$ तापमान है (केल्विन में)
• T पर प्रतिरोध है(ओम में)$R$$T$
• , बी , और सी हैंSteinhart-हार्ट गुणांककिस प्रकार और thermistor के मॉडल और ब्याज की तापमान रेंज के आधार पर बदलती। (लागू समीकरण के सबसे सामान्य रूप में एक ( ln ( R ) ) 2 शब्द शामिल है, लेकिन यह अक्सर उपेक्षित होता है क्योंकि यह आमतौर पर अन्य गुणांक की तुलना में बहुत छोटा होता है, और इसलिए इसे ऊपर नहीं दिखाया गया है।)$A$$B$$C$$(\ln(R))^2$

- स्टीनहार्ट-हार्ट समीकरण - विकिपीडिया, द फ्री इनसाइक्लोपीडिया

कई निर्माता एप्लिकेशन नोट्स (जैसे यहां ) प्रदान करते हैं कि किसी दिए गए NTC को कैलिब्रेट कैसे करें यदि आप उद्धृत विनिर्माण सहिष्णुता से बेहतर सटीकता चाहते हैं।

प्रदान किए गए बी-गुणांक को "बी पैरामीटर समीकरण" के तहत विकिपीडिया थर्मिस्टर लेख में वर्णित सरलीकृत स्टाइनहार्ट-हार्ट समीकरण में उपयोग किया जा सकता है ।

Comments

तीनों उत्तर अच्छे लगते हैं, लेकिन इसने मुझे सबसे अधिक मदद की।

— आंद्रेजाको 20

आपने के साथ कैसे व्यवहार किया ? $ln$

— अब्दुल्लाह कहरामन

समीकरण के लिए मुझे विकिपीडिया क्यों जाना है? क्या आप इसे यहाँ नहीं दे सकते?

— फेडरिको रुसो

आप मैन्युफैक्चरिंग टॉलरेंस की बात करते हैं। लेकिन मैं सहनशीलता कैसे बना सकता हूं यदि मेरे पास केवल B है, B की सहिष्णुता है, R25 की सहिष्णुता है? NTCLE203 की तरह

— thexeno

@xeno एक स्प्रेडशीट में मैक्सिमम और मिनिमम प्लग करें और इसे उस टेम्परेरी रेंज पर कैलकुलेट करें जो आप चाहते हैं।

— निक टी

Answer 2

इसे एक पैर के रूप में उपयोग करें ("ऊपरी" पैर) एक वोल्टेज विभक्त सर्किट में दूसरे पैर के साथ एक ज्ञात प्रतिरोध है। डिवाइडर के मध्य बिंदु पर वोल्टेज को मापें (जैसे एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर के साथ)। मापा वोल्टेज से थर्मिस्टर प्रतिरोध का पता लगाएं:

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

समीकरण का उपयोग करें:

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

आपके मामले में, , बी = 4050 , और टी 0 = ( 273 + 25 ) = 298 । उन नंबरों को प्लग करें, साथ ही समीकरण में थर्मिस्टर के मापा प्रतिरोध और केल्विन में एक तापमान को पॉप करता है।$R_0 = 10000$$B = 4050$$T_0 = (273 + 25) = 298$

अधिक जानकारी के लिए इस विकिपीडिया लेख को पढ़ें ।

Comments

हाँ, मुझे पूछना है :) आप 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके उन गणनाओं को कैसे करते हैं?

— अब्दुल्लाह कहरामन

@abdullahkahraman आप लुक अप टेबल के संयोजन का उपयोग करेंगे और टेबल अप लुक मानों के बीच प्रक्षेप करेंगे। कहते हैं कि आपके पास 10 बिट एडीसी है; ADC से 1024 संभावित मान हैं। आप 1024 परिवर्तित मानों को मेमोरी में स्टोर कर सकते हैं, या आप मेमोरी के आधार पर 512 (हर दूसरे) या 256 (हर 4 वें) आदि को स्टोर कर सकते हैं। इंटरपोलेशन एक बड़ा विषय है, जैसा कि ओवरसमलिंग या "बैंडिंग" है, जिसका उपयोग आप सटीकता बढ़ाने के लिए कर सकते हैं।

— akohlsmith

@AndrewKohlsmith कैसे बढ़ाता है रिज़ॉल्यूशन?

— अब्दुल्लाह कहरामन

@abdullahkahraman your lookup table sampling could be non-uniform over the domain of the input... storing more samples of the curve where it is "curvier" and applying interpolation can give you a better error characteristic

— vicatcu

@thexeno ask a new question.

— Nick T

Answer 3

NTCs are non-linear and you'll see rather nasty formulas expressing the relationship temperature-resistance.
Adding a pair of ordinary resistors you can linearize their behavior so that this relationship is approximated by a simple linear equation of the form $y=ax+b$. The following example is from this Epcos appnote.

The curve is virtually straight from 0°C to 60°C, which is sufficient for many applications.

में इस सवाल का जवाब मैं कैसे कुछ मामलों में आप सिर्फ एक श्रृंखला बाधा के साथ एक सीमित डोमेन पर एक लगभग पूर्ण (15 पीपीएम) रैखिक वक्र प्राप्त कर सकते हैं दिखा।

संपादित करें
यदि आपके पास एक अवरोधक के लिए पैसे नहीं हैं, तो आपको या तो Steinhart-Hart समीकरण Nick और Vicatcu का उपयोग करना होगा, या लुकअप टेबल और प्रक्षेप का उपयोग करना होगा। दोनों का नुकसान यह है कि उन्हें अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है: स्टीनहर्ट-हार्ट में एक लघुगणक होता है, जिसके लिए आपको एक फ्लोटिंग-पॉइंट लाइब्रेरी की आवश्यकता होगी (मेरा मानना ​​है कि आपके माइक्रोकंट्रोलर में फ्लोटिंग-पॉइंट ALU नहीं है)। लुकअप टेबल को कुछ मेमोरी की भी आवश्यकता होती है, और यदि आप इसे प्रक्षेपित करना चाहते हैं, तो आप इसे रेखीयकृत फ़ंक्शन से बेहतर परिशुद्धता नहीं दे सकते हैं।

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Don't linearize unless you're using analog-only circuits!

— Jason S

And please edit your post for accuracy: the relationship does not become a simple linear equation. The relationship approximates a linear equation over a particular range of temperatures.

— Jason S

Jason: can you elaborate? Why not linearize in digital circuits?

— Stephen Collings

ऐप नोट में कहा गया है कि यह कॉन्फ़िगरेशन थोड़ी संवेदनशीलता से ग्रस्त होगी।

— अब्दुल्लाह कहरामन

@abdullah - मेरा मतलब था कि विडंबना :-)। लेकिन जाहिरा तौर पर अधिक उपयोगकर्ता अधिक जटिल स्थिति को पसंद करते हैं, जो मुझे बुरा नहीं लगता है, लेकिन फिर मैं एकमात्र कारण को और अधिक सरल समाधान को खारिज करने के बारे में सोच सकता हूं कि रोकनेवाला बहुत महंगा होगा। :-)

— स्टीवन्वह

Answer 4

एक एनटीसी में तापमान के लिए एक गैर-रैखिक प्रतिक्रिया होती है।

आप एक संभावित विभक्त सर्किट में वोल्टेज को मापकर एक थर्मिस्टर के प्रतिरोध को काम कर सकते हैं। फिर, आप एक प्रतिरोध प्राप्त कर सकते हैं$R$ ओम के नियम का उपयोग करके।

For example, say you have a 5V supply use a 1k resistor in series with the NTC and if you measure 0.5V, just divide 1k by 0.5V and get 10k ohms as the resistance.

You also need, $T_0$ and $R_o$, a 'fixed' temperature in kelvins and at that temperature, its resistance. It's usually given at room temperature.

Then, given these details, put it into this equation to get T, the temperature.

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

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Please confirm that I have correctly re-wrote the equation.

— abdullah kahraman

Answer 5

There are a number of ways (both in terms of analog circuits and in terms of software computation) to use thermistors to measure temperature.

The short answer, is roughly as follows:

• Use the thermistor and a reference resistor to make a voltage divider.
• Take the middle of the voltage divider and feed it into an analog-to-digital converter.
• Measure the ADC voltage in software.
• Using your knowledge of the reference resistance, and the thermistor's R vs. T curve, convert from ADC counts to temperature.

There are a number of subtleties here, so for further reading you may want to check out this article of mine on thermistor signal conditioning -- hope this helps!

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The article does look good!

— AndrejaKo