Termistor de interconexión con PIC24 ADC de 10 bits

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Quiero conectar un termistor 103AT-2 directamente con el ADC de 10 bits PIC24. Estoy interesado en el rango de temperatura entre -10 ° C (donde la resistencia del termistor es 42.47kΩ) a + 70 ° C (donde la resistencia del termistor es 2.228kΩ) y la precisión necesaria es de 0.1 ° C.

He explorado algo en línea e incluso en este foro en "Selección de resistencia de polarización para termistor". Para la selección Rb de la resistencia de polarización, si tomo la media geométrica de los valores mínimo (2.228kΩ) y de resistencia máxima (42.47kΩ), Rb es 9.70kΩ. Redondé esto a 10kΩ.

A continuación se muestra mi esquema, que no tiene una fuente de corriente constante. El circuito incluye un potenciómetro de 10kΩ en serie con Rb para calibración.

Mi pregunta es: ¿Cómo puedo construir una fuente de corriente constante, por lo que la corriente que fluye a través del divisor de voltaje sería constante, independientemente de la resistencia del termistor?

    
pregunta muthukural

3 respuestas

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Antes de que salga corriendo y cree una fuente actual, haga los cálculos para ver si necesita uno, y si realmente solucionará el problema si lo utiliza.

Usted quiere medir 2.2 kΩ a 42.5 kΩ. El punto medio geométrico es, por lo tanto, 9.7 kΩ como dices. Por lo tanto, la primera pregunta debería ser si solo una recuperación de 9.7 kΩ es lo suficientemente buena.

Cada límite será 18.5% de su final correspondiente. Los extremos no utilizados utilizan el 37% del rango, dejando un 63% disponible para la medición. Eso da como resultado 645 valores utilizables de su 10 bit A / D. Tiene un intervalo de 80 ° C y necesita una resolución mejor que 0.1 ° C. Eso significa que necesitas 800 valores precisos. En la práctica, la resolución probablemente tenga que ser el doble de al menos. Esto significa que el método de extracción simple no funcionará.

Si amplifica el resultado del divisor simple a casi todo el rango A / D, al menos hay más conteos disponibles. La siguiente pregunta es si la resolución en los extremos del rango es lo suficientemente buena. Se necesita más de un cambio relativo en la resistencia en los extremos del rango para causar la misma diferencia de voltaje que en el medio del rango. Puede hacer los cálculos, pero me parece claro que cubrir todo el rango fuera de un divisor de resistencia en un A / D de 10 bits no es suficiente.

Considera también que quieres 1/800 de precisión de rango completo. Es poco probable que cualquier A / D de 10 bits, particularmente uno integrado en un microcontrolador, sea lo suficientemente bueno para eso. Con 10 bits, solo está comenzando con 1024 valores, por lo que con los errores usuales individuales y de no linealidad, no obtendrá una precisión de escala completa de 1/800 en todo el rango.

Considera también la precisión del termistor. Mire la hoja de datos y probablemente verá que no se acerca a 0.1 ° C de -10 a +70 ° C. Tendrá que hacer una calibración cuidadosa de cada unidad individual. Tenga en cuenta que esto requiere medir la temperatura real para mejor que 0.1 ° C. En resumen, tus metas parecen poco realistas.

Una forma en que puede al menos obtener la resolución para que la corrección sea posible si de alguna manera administra la calibración, es usar un delta-sigma A / D externo. Estos son lentos, pero de muy alta resolución. 20 bits, por ejemplo, es posible. Dado que las temperaturas no cambian tan rápido, la lentitud debe ser aceptable. Con una buena calibración en algunos puntos conocidos, al menos es teóricamente posible hacer lo que quieras. Terminarás ejecutando algo como la ecuación de Steinhart-Hart sobre la marcha, o utilizarás una tabla de búsqueda de unos pocos miles de puntos e interpolarás entre ellos.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Una forma es usar una fuente de corriente de un solo componente en lugar de construir una fuente de corriente completa desde cero.

El REF200 es una fuente de corriente de precisión que puede ser "programada" a 50, 100, 200, 300 y 400 microamperios mediante el pinping, pero también otras corrientes dadas algunas resistencias. Tiene una precisión del 0,5% y una variación de temperatura del orden de 25 ppm / K.

enlace

Otro componente único es un diodo de corriente constante, hay una gran variedad disponible con diferentes precisión y corrientes. enlace

    
respondido por el RobinSt
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Una mejor manera si los cables del termistor son cortos es utilizar un PIC con un oscilador RC "555" incorporado y cambiar entre el termistor y una resistencia de referencia de precisión. Este método (sans PIC) se usa en prácticamente todos los termómetros de contacto con el consumidor o sonda, incluido el tipo de temperatura corporal.

Al usar un contador para medir la frecuencia resultante, puede obtener un gran rango dinámico, que es necesario por las características del termistor. Si realiza los cálculos matemáticos, en un primer orden, todo (el valor del condensador, los valores del divisor, la tensión de referencia / alimentación) se cancela en el primer orden, excepto el valor de las resistencias de referencia (y una resistencia del 0,1% es barata). Una fuente de corriente constante que deriva en relación con la referencia de ADC agregará errores y tendrá que lidiar con ese molesto rango dinámico (lo que significa muchos bits de ADC para poca resolución en los extremos).

Por supuesto, no todas las aplicaciones son adecuadas para tener CA en el termistor y limitaciones en la capacitancia del cable.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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