Designing a thermistor temperature sensing device can be challenging if you plan to use it over its entire temperature range. A thermistor is typically a high-impedance, resistive device, so it can simplify one of the interface issues when you need to convert the thermistor's resistance to a voltage value. A more challenging interface issue, however, is how to capture the thermistor's nonlinear behavior digitally with a linear ADC.
The term "thermistor" comes from a generalization of the description "heat{{0}}sensitive resistor". Thermistors include two basic types, positive temperature coefficient thermistors and negative temperature coefficient thermistors. Negative temperature coefficient thermistors are ideal for high-precision temperature measurement. To determine the temperature around the thermistor, you can do it with the help of the Steinhart-Hart formula: T=1/(A0 plus A1(lnRT) plus A3(lnRT3)). Among them, T is the temperature in Kelvin; RT is the resistance value of the thermistor at temperature T; and A0, A1 and A3 are constants provided by the thermistor manufacturer.
Điện trở của nhiệt điện trở thay đổi theo nhiệt độ và sự thay đổi này là không - tuyến tính, như công thức Steinhart - Hart cho thấy. Khi thực hiện các phép đo nhiệt độ, dòng điện tham chiếu cần được dẫn qua điện trở nhiệt để tạo ra điện áp tương đương có phản ứng tuyến tính không -. Bạn có thể thử bù cho phản ứng tuyến tính không - của điện trở nhiệt bằng cách sử dụng bảng tham chiếu được cung cấp trên bộ vi điều khiển. Ngay cả khi bạn có thể chạy một thuật toán như vậy trên phần sụn vi điều khiển, bạn vẫn cần một bộ chuyển đổi có độ chính xác cao để thu thập dữ liệu trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt.
Alternatively, you can use a "hardware linearization" technique and a lower precision ADC before digitizing. (Figure 1) One technique is to place a resistor RSER in series with the thermistor RTHERM and a reference voltage or power supply (see Figure 1). The PGA (Programmable Gain Amplifier) is set to 1V/V, but in such a circuit, a 10-bit precision ADC can only sense a very limited temperature range (about ±25 degree ).
Hình 1, xin lưu ý rằng vùng nhiệt độ cao không được giải quyết trong Hình 1. Nhưng nếu độ lợi của PGA được tăng lên ở các giá trị nhiệt độ này, tín hiệu đầu ra của PGA có thể được kiểm soát trong một phạm vi mà ADC có thể cung cấp đáng tin cậy. chuyển đổi để xác định nhiệt độ của nhiệt điện trở.
Thuật toán cảm biến nhiệt độ của phần sụn vi điều khiển đọc giá trị kỹ thuật số ADC chính xác 10 bit và chuyển nó sang quy trình phần mềm độ trễ PGA. Quy trình trễ PGA xác minh cài đặt độ lợi PGA và so sánh giá trị kỹ thuật số ADC với giá trị của nút điện áp được hiển thị trong Hình 1. Nếu đầu ra ADC vượt quá giá trị của nút điện áp, bộ vi điều khiển sẽ đặt độ lợi PGA lên mức cao hơn tiếp theo hoặc cài đặt độ lợi thấp hơn. Nếu cần, bộ vi điều khiển sẽ nhận lại giá trị ADC mới. Sau đó, độ lợi PGA và giá trị ADC được chuyển tới quy trình nội suy tuyến tính từng đoạn của bộ vi điều khiển.
Getting data from a nonlinear thermistor is sometimes seen as an "impossible task". You can use a series resistor, a microcontroller, a 10-bit ADC, and a PGA to solve the measurement problems of non-linear thermistors beyond ±25 degree .
