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.
تتغير مقاومة الثرمستور مع تغير درجة الحرارة ، وهذا التغيير غير - خطي ، كما توضح صيغة Steinhart - Hart. عند إجراء قياسات لدرجة الحرارة ، يجب دفع تيار مرجعي خلال المقاوم الحراري لإنشاء جهد مكافئ له استجابة غير خطية -. يمكنك محاولة تعويض الاستجابة غير الخطية - للثرمستور باستخدام الجدول المرجعي المتوفر في وحدة التحكم الدقيقة. حتى إذا كان بإمكانك تشغيل مثل هذه الخوارزمية على البرنامج الثابت للمتحكم الدقيق ، فستظل بحاجة إلى محول عالي الدقة لالتقاط البيانات في ظل درجات حرارة قصوى.
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 ).
الشكل 1 ، يرجى ملاحظة أن منطقة درجة الحرارة المرتفعة لم يتم حلها في الشكل 1. ولكن إذا زاد كسب PGA عند قيم درجة الحرارة هذه ، فيمكن التحكم في إشارة خرج PGA ضمن النطاق الذي يمكن أن توفر فيه ADC موثوقية التحويلات لتحديد درجة حرارة الثرمستور.
تقوم خوارزمية استشعار درجة الحرارة للبرنامج الثابت للمتحكم الدقيق بقراءة القيمة الرقمية ADC بدقة 10 بت وتنقلها إلى روتين برنامج التباطؤ PGA. يتحقق روتين التباطؤ PGA من إعداد كسب PGA ويقارن القيمة الرقمية ADC بقيمة عقدة الجهد الموضحة في الشكل 1. إذا تجاوز خرج ADC قيمة عقدة الجهد ، فسيقوم المتحكم الدقيق بتعيين كسب PGA إلى القيمة الأعلى التالية أو إعداد مكاسب أقل. إذا لزم الأمر ، يحصل المتحكم الدقيق على قيمة ADC جديدة مرة أخرى. يتم بعد ذلك تمرير قيم كسب PGA و ADC إلى روتين استيفاء خطي متعدد المكونات لمتحكم دقيق.
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 .
