Tesmistor: усе, що потрібно знати для вимірювання температури у своїх проектах

термістор

Різні температурні датчики аналізувались в інших статтях. Одним з елементів або приладів, за допомогою яких можна виміряти цю температуру, є саме термістор, англійською мовою термістор (термочутливий резистор або термочутливий опір). Як випливає з назви, він заснований на матеріалі, який змінює свій електричний опір відповідно до температури, якій він піддається.

Таким чином, за допомогою простої формули, знаючи напругу та інтенсивність, якій вона піддається, опір можна проаналізувати до визначити температуру відповідно до її масштабу. Але він використовується не тільки як датчик температури, він також може використовуватися для зміни деяких характеристик контуру на основі його температури, як захисний елемент від надлишкового струму тощо.

La вибір типу датчика Те, що ви збираєтеся використовувати для свого проекту, буде залежати від ваших потреб. Інші статті, які можуть вас зацікавити про датчики температури:

  • LM35: датчик температури та вологості.
  • DS18B20: датчик температури для рідин.
  • DHT22: точний датчик температури та вологості.
  • DHT11: дешевий датчик температури та вологості.

Вступ до термістора

символ термістора

На ринку ви можете знайти багато термістори з різними інкапсуляціями та різних типів. Всі вони засновані на одному і тому ж принципі, їх напівпровідниковий матеріал (оксид нікелю, оксид кобальту, оксид заліза, ...) буде змінюватися при зміні температури, змінюючи тим самим його внутрішній опір.

Види

Серед типи термісторів ми можемо виділити дві групи:

  • Термістор NTC (коефіцієнт негативної температури): у цих термісторів з від’ємним температурним коефіцієнтом із збільшенням температури концентрація носіїв заряду також зростає, отже, їх опір зменшується. Це робить їх практичними, щоб їх можна було використовувати як:
    • Датчики температури, які досить часто зустрічаються у багатьох ланцюгах, таких як низькотемпературний резистивний детектор, в автомобільному секторі для вимірювання в двигунах, цифрових термостатах тощо.
    • Обмежувач пускового струму при використанні матеріалу з високим початковим опором. Коли струм проходить через них при включенні ланцюга, цей пристрій нагрівається через опір, який він представляє, і зі збільшенням температури опір буде поступово зменшуватися. Це запобігає тому, щоб струм струму в ланцюзі був дуже високим на початку.
  • Термістори PTC (позитивний температурний коефіцієнт): це інші термістори з позитивним температурним коефіцієнтом, з дуже високими концентраціями легуючої речовини, що дає їм ефект, протилежний NTC. Тобто замість того, щоб зменшувати опір із підвищенням температури, у них виникає зворотний ефект. З цієї причини їх можна використовувати як запобіжники для захисту схем перевантаження по струму, як таймер для розмагнічування ЕЛТ або дисплеїв з електронно-променевою трубкою, для регулювання струму двигунів тощо.
Графік термістора NTC

Графік кривої опору відносно температури NTC

Не плутайте термістор з RTD (детектор температури опору)Оскільки на відміну від них, термістори НЕ змінюють опір майже лінійно. RTD - це тип термометра опору для виявлення температури на основі зміни опору провідника. Метал з них (мідь, нікель, платина, ...) при нагріванні має сильніше термічне збудження, що розсіює електрони і зменшує їх середню швидкість (збільшує опір). Отже, чим вище температура, тим більший опір, як у NTC.

І RTD, і NTC, і PTC є досить поширеними, особливо NTC. Причина в тому, що вони можуть виконувати свою роль за допомогою дуже маленький розмір і дуже дешева ціна, ви можете придбати термістори NTC, як популярний MF52 за невелику ціну в таких магазинах, як Amazon, як Не знайдено жодної продукції, а також в інших спеціалізованих магазинах електроніки.

Щодо цоколевка, він має лише два висновки, як і звичайні резистори. Його спосіб підключення такий самий, як і будь-якого резистора, лише значення опору не залишатиметься стабільним, як ви вже знали. Щоб отримати додаткову інформацію про прийняті діапазони температур, максимальну підтримувану напругу тощо, ви можете ознайомитися з данимитаблиця даних придбаного вами компонента.

Інтеграція з Arduino

Схема Arduino з термістором

в інтегруйте термістор з платою Arduino, зв’язок не може бути простішим. Потрібно лише адаптувати цю теорію та розрахунки для коду, який ви повинні генерувати у своїй IDE Arduino. У нашому випадку я припускав використання термістора NTC, зокрема моделі MF52. У разі використання іншої моделі термістора, ви повинні змінювати значення A, B і C, щоб адаптувати їх відповідно до рівняння Штейнхарта-Харта:

Рівняння моделі Штейнхарта-Харта

Буття T виміряна температура, T0 - значення температури навколишнього середовища (ви можете відкалібрувати його, як вас цікавить, наприклад, 25 ° C), R0 буде значенням опору термістора NTC (у нашому випадку значення, наданого в таблиці даних MF52, і вам не слід плутайте його з опором, який я додав в схему), а коефіцієнт B або Beta можна знайти в технічному паспорті виробника.

El código отже, це буде так:

#include <math.h>
 
const int Rc = 10000; //Valor de la resistencia del termistor MF52
const int Vcc = 5;
const int SensorPIN = A0;

//Valores calculados para este modelo con Steinhart-Hart
float A = 1.11492089e-3;
float B = 2.372075385e-4;
float C = 6.954079529e-8;
 
float K = 2.5; //Factor de disipacion en mW/C
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() 
{
  float raw = analogRead(SensorPIN);
  float V =  raw / 1024 * Vcc;
 
  float R = (Rc * V ) / (Vcc - V);
  
 
  float logR  = log(R);
  float R_th = 1.0 / (A + B * logR + C * logR * logR * logR );
 
  float kelvin = R_th - V*V/(K * R)*1000;
  float celsius = kelvin - 273.15;
 
  Serial.print("Temperatura = ");
  Serial.print(celsius);
  Serial.print("ºC\n");
  delay(3000);
}

Сподіваюся, цей підручник вам допоміг ...


Зміст статті відповідає нашим принципам редакційна етика. Щоб повідомити про помилку, натисніть тут.

Будьте першим, щоб коментувати

Залиште свій коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований.

*

*

  1. Відповідальний за дані: Мігель Анхель Гатон
  2. Призначення даних: Контроль спаму, управління коментарями.
  3. Легітимація: Ваша згода
  4. Передача даних: Дані не передаватимуться третім особам, за винятком юридичних зобов’язань.
  5. Зберігання даних: База даних, розміщена в мережі Occentus Networks (ЄС)
  6. Права: Ви можете будь-коли обмежити, відновити та видалити свою інформацію.

Тест з англійської мовиТест каталонськаіспанська вікторина