¿La forma más sencilla de medir un rango de 98 a 140 Ohm con un ADC?

La forma más sencilla es usar un levantador de resistencia (o desplegable) adaptado al rango del termistor para lograr la salida máxima del rango de voltaje. 140Ω / 98Ω es una relación de 1.43. Para obtener la máxima respuesta, ya que esta es una de las resistencias de un divisor de voltaje, queremos dividir ese rango a la mitad, lo que significa tomar la raíz cuadrada de la relación. Sqrt (1.43) = 1.20. Esto significa que el valor central del divisor de voltaje debe ser cuando el termistor es 1.20 veces su mínimo, que también es su máximo dividido por 1.20, que es 117 Ω. El valor común más cercano de 120 be estará lo suficientemente cerca como para ofrecerle básicamente el máximo rendimiento posible.

Así que ahora tenemos:

La relación de división del divisor de tensión R2-R1 cambiará en función de la temperatura a medida que R2 cambie. C1 está allí sólo para reducir el ruido. Sabes que un termistor no puede cambiar tan rápido, por lo que reducirá parte del contenido de alta frecuencia que sabes que no puede ser una señal real. En este caso, comenzará a atenuarse por encima de los 250 Hz, lo que está muy por encima de lo que puede hacer cualquier termistor común.

El siguiente paso es averiguar qué rango de voltaje obtendrá. Esto es solo resolver el divisor para los dos casos extremos, que son 120 / (120 + 98) y 120 / (120 + 140). Al multiplicar estos valores por la entrada de 3.3 V, obtenemos 1.82 V y 1.52 V, para un rango total de 293 mV.

Si simplemente ejecuta la salida del divisor de voltaje directamente en la entrada A / D, entonces utilizará el 8.9% del rango, o aproximadamente 91 conteos. Si 1 parte en 91 es lo suficientemente bueno, entonces no necesita hacer nada más.

Para obtener una mejor resolución, puede amplificar esta señal sobre el punto medio de la mitad de la tensión de alimentación. Para llevarlo a una señal de escala completa, necesitaría una ganancia de 3.3V / 293mV = 11. Es bueno dejar algo de espacio libre y no forzar el opamp para ir completamente de riel a riel, por lo que una ganancia de 8 o más sería bueno. Eso le daría muchos más recuentos A / D del rango de temperatura que la precisión de las piezas puede soportar.

Un simple divisor de voltaje del cual su termistor sería parte debería funcionar, aunque no podría aprovechar el rango de su adc. Si R1 = 120, esto le daría un rango de 1.48 V a 1.78 V (de 460 a 551 en la salida de su ADC).

Si solo está buscando un indicador muy simple que pueda hacer el trabajo, de lo contrario, usaría un amplificador operacional para expandir la señal en todo el rango de 0-3.3V.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Tomar varias lecturas consecutivamente le dará un promedio decente porque el ruido presente en la señal entremezclará automáticamente el resultado ( dithering ). Por lo tanto, todo se reduce a encontrar un valor de resistencia del 3V3 que maximice su rango. El uso de este método también se basa en que la referencia del ADC es también la misma tensión de alimentación para dar la mejor precisión.

Si usara una resistencia de 140 ohmios de 3V3 para alimentar el termistor, obtendría la mitad del suministro a través del termistor y la mitad del intervalo del ADC, es decir, 512 bits, que es del orden de 0.27 ohmios de resolución, PERO el autocalentamiento puede ser un problema . La potencia en el termistor sería de 19mW.

Si no tiene demasiados problemas con eso, haga el trabajo.

Sin embargo, si el autocalentamiento es demasiado, entonces busque una resistencia de alimentación de 1kohm. Ahora, el voltaje a través del termistor será de 0.405 voltios y el autocalentamiento será de aproximadamente 1.2mW. La resolución se reducirá a aproximadamente 126 bits o 1.11 ohmios, pero como dije anteriormente, el uso de múltiples mediciones y promedios estará bien.