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Termistore NTC

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[31] Re: Termistore NTC

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 11 feb 2010, 1:30

Scambiare di posto NTC e R1?

Complementare il valore che ricevi? N_n=1024-N_v

Usare la linearizzazione a tratti presentata nei post precedenti? Funziona anche per capovolgere la funzione.

Se usi una NTC presumibilmente e` per misurare una temperatura :). Se hai una tensione funzione della temperatura puoi sempre scrivere la funzione inversa (questa ` monotona quinidi invertibile) e dato il numero che ottieni dall'ADC calcolare la temperatura.

Che scuola fai?
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[32] Re: Termistore NTC

Messaggioda Foto Utentecdileo » 11 feb 2010, 9:47

IsidoroKZ ha scritto:Scambiare di posto NTC e R1?
Complementare il valore che ricevi? N_n=1024-N_v
Usare la linearizzazione a tratti presentata nei post precedenti? Funziona anche per capovolgere la funzione.
Se usi una NTC presumibilmente e` per misurare una temperatura :). Se hai una tensione funzione della temperatura puoi sempre scrivere la funzione inversa (questa ` monotona quinidi invertibile) e dato il numero che ottieni dall'ADC calcolare la temperatura.
Che scuola fai?


Ti rispondo per punti:
-15 anni fa ho fatto l'itis
-non posso invertire R1 perche' essendo un sensore applicato sul motore non e' possibile isolarlo da massa per interporgli una resistenza

non potendo agire in modo HW, mi rimane solo la possibilita' di linearizzare la situazione in modo software ed e' proprio qua che mi sono intoppato.
la formula semplice N_n=1024-N_v mi piace ma linearizza solo in alcuni punti la curva..
Oggi ci penso un po' sopra
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[33] Re: Termistore NTC

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 11 feb 2010, 11:35

Hai il coefficiente B del termistore? Suppongo sia 4000 K, ma puoi cambiare a piacimento.

Il valore della resistenza dell'NTC e` qualcosa del genere R(T)=R(T_0)\text{e}^{B(\frac{1}{T}-\frac{1}{T_0})} e per il tuo caso, sostituendo le quantita` R(T)=2500\,\exp\left(13.652\frac{20\,\text{K}-T}{273\,\text{K}+T}\right)\,\Omega
La temperatura T e` in gradi Celsius.

La tensione sul partitore in funzione della temperatura vale

\begin{align}V_{in}=V_{al}\frac{R(T)}{R(T)+R_1}=V_{al}\frac{1}{1+\frac{R_1}{R(T)}}=\\=V_{al}\frac{1}{1+170000\,\exp{\frac{4000\,\text{K}}{273\,\text{K}+T}}}=V_{al}\frac{1}{1+.2 \exp\left(13.652\frac{T-20\,\text{K}}{T+273\,\text{K}}\right)}\end{align}

Dove ho messo l'ntc di prima e la resistenza del partitore da 500 ohm. Ci sono due epressioni equivalenti, usa quella piu` comoda da implementare.

Il valore numerico che si legge all'ingresso dell'A/D sara` pari a

N=\frac{2^n}{V_{ref}}V_{al}\frac{1}{1+170000\,\exp{\frac{4000\,\text{K}}{273\,\text{K}+T}}}=\frac{2^n}{V_{ref}}V_{al}\frac{1}{1+.2 \exp\left(13.652\frac{T-20\,\text{K}}{T+273\,\text{K}}\right)}

e dato che il piu` delle volte la tensione di riferimento e` anche quella che alimenta il partitore, si ha, ad esempio con un convertitore a 10 bit
N=\frac{1024}{1+170000\,\exp{\frac{4000\,\text{K}}{273\,\text{K}+T}}}=\frac{1024}{1+.2 \exp\left(13.652\frac{T-20\,\text{K}}{T+273\,\text{K}}\right)}
Ad esempio a 20 C leggi 853, a 60 C leggi 504, e a 120 C leggi 137.

Adesso basta invertire la funzione e trovare T in funzione di N. La funzione viene una cosa del genere

T=\left(\frac{4000\,\text{K}}{12.04+\ln\left(\frac{N}{1024-N}\right)}}-273\,\text{K}\right)\,\, ^\circ \text{C}

Se hai le librerie matematiche che fanno i logaritmi e le divisioni floating point, sei a posto, altrimenti devi usare la linearizzazione a tratti, che va bene anche per funzioni che "crescono scendendo".


La scelta della resistenza del partitore e` abbastanza semplice: deve avere lo stesso valore dell'NTC alla temperatura in cui ti interessa la massima risoluzione. Avendola scelta da 500 ohm, la massima risoluzione e` intorno a 60 C.
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[34] Re: Termistore NTC

Messaggioda Foto Utentecdileo » 11 feb 2010, 15:57

T=\left(\frac{4000\,\text{K}}{12.04+\ln\left(\frac{N}{1024-N}\right)}}-273\,\text{K}\right)\,\, ^\circ \text{C}

Isidoro grazie per un po' sono riuscito a seguire ma dopo mi sono un po' perso causa ruggine nei neuroni.
comunque semplificando i passaggi quella sopra e' la formula risolutiva che devo infilare dentro al PIC per linearizzare la risposta dell'NTC.

Per quanto riguarda la resistenza di pullup del partitore l'ho messa a 200 ohm perche' mi interessa piu' precisione nella parte intorno ai 90-100°, e di conseguenza ho abbassato il valore da 12,04 a 11,11 poi comunque sara' da ritoccare in base al valore della resistenza reale che trovero' in commercio, per ora mi limito a simulare il tutto.
Ho calcolato la corrente che attraversa il partitore che e' 21 mA a 150 °C.
Ultima domanda isidoro, nella descrizione che hai fatto prima fai riferimento ad un collegamento al PIC con Vref, io non l'ho mai utilizzato il PIC in questa configurazione ingresso analogico + Vref, ma utilizzo direttamente una sola porta settata in analogico. E' indispensabile collegare anche la Vref?
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[35] Re: Termistore NTC

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 12 feb 2010, 10:12

cdileo ha scritto:
Isidoro grazie per un po' sono riuscito a seguire ma dopo mi sono un po' perso causa ruggine nei neuroni.

Per i neuroni arrugginiti non usare lo svitol, e neppure il WD40 :)
cdileo ha scritto:comunque semplificando i passaggi quella sopra e' la formula risolutiva che devo infilare dentro al PIC per linearizzare la risposta dell'NTC.

Si`, e` quella. Non ho pensato di mettere quella letterale, cosi` puoi adattarla per l'ntc e la R1 che metti.
cdileo ha scritto:Per quanto riguarda la resistenza di pullup del partitore l'ho messa a 200 ohm perche' mi interessa piu' precisione nella parte intorno ai 90-100°, e di conseguenza ho abbassato il valore da 12,04 a 11,11 poi comunque sara' da ritoccare in base al valore della resistenza reale che trovero' in commercio, per ora mi limito a simulare il tutto.
Ho calcolato la corrente che attraversa il partitore che e' 21 mA a 150 °C.

Migliori la risoluzione non la precisione intorno alla temperatura che ti interessa.
cdileo ha scritto:Ultima domanda isidoro, nella descrizione che hai fatto prima fai riferimento ad un collegamento al PIC con Vref, io non l'ho mai utilizzato il PIC in questa configurazione ingresso analogico + Vref, ma utilizzo direttamente una sola porta settata in analogico. E' indispensabile collegare anche la Vref?


Direi di si`. In convertitore fa il rapporto fra la tensione di ingresso e Vref e la fornisce come risultato della conversione.
Se il risultato della conversione lo vuoi vedere come numero intero, fra 0 e 1023 (se hai 10 bit), allora puoi pensare che il rapporto Vin/Vref sia moltiplicato per 1024 e fornito come numero intero.

Se il convertitore ha Vref=5V e Vin=2.5V l'uscita e` 512. Se hai Vin=2.5V ma questa volta Vref=4V, allora l'uscita sara` 640.

La formula letterale da usare per la linearizzazione e` T=\frac{B}{\ln\left(\frac{N}{1024-N}\right)+\frac{B}{273+T_0}+\ln\left(\frac{R_1}{R_0}\right)}-273 dove T_0 e` la temperatura di riferimento dell'NTC in gradi Celsius, R_0 la resistenza dell'NTC alla temperatura T_0, B e` la costante dell'NTC e R_1 la resistenza di pull-up.
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[36] Re: Termistore NTC

Messaggioda Foto Utentecampe89 » 19 lug 2010, 21:45

riesumo il post un po' vecchiotto per esporre i miei problemi:

penso si avere problemi con la temperatura dell'acqua della mia auto, cosi mi è venuta l'idea di mettere un visualizzatore interno alla vettura collegato direttamente al sensore che rileva la temperatura e la manda alla centralina.

questo sensore pare essere del tipo ntc, ho fatto alcune prove ed ecco i risultati:
30°>2k
40°>1.16k
90°>0.177k

credo non siano molto precisi dato che il sensore segnava 90° ma l'acqua bolliva, ma comunque molto distanti dai valori esposti fino ad ora.

ora chiedo a voi: come posso verificare con certezza che tipo di sensore sia?
esiste un visualizzatore a basso costo? o qualche schema semplice da realizzare per visualizzare la temperatura?(anche con risoluzione 1°)
Grazie
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[37] Re: Termistore NTC

Messaggioda Foto Utentecaosmaker » 11 mag 2011, 23:46

Riprendo questa discussione... in quanto veramente mi sono perso :(
Ho un' NTC da10K@25°C, B=3380K , la resistenza fissa del partitore è da 11K.
Non sono riuscito a capire come spunta il valore "12.04"... e come adattare la formula per i miei scopi.
Per il resto, sarebbe perfetto... ADC da 10 bit....
Mi aiutate?? :D

IsidoroKZ ha scritto:Hai il coefficiente B del termistore? Suppongo sia 4000 K, ma puoi cambiare a piacimento.

Il valore della resistenza dell'NTC e` qualcosa del genere R(T)=R(T_0)\text{e}^{B(\frac{1}{T}-\frac{1}{T_0})} e per il tuo caso, sostituendo le quantita` R(T)=2500\,\exp\left(13.652\frac{20\,\text{K}-T}{273\,\text{K}+T}\right)\,\Omega
La temperatura T e` in gradi Celsius.

La tensione sul partitore in funzione della temperatura vale

\begin{align}V_{in}=V_{al}\frac{R(T)}{R(T)+R_1}=V_{al}\frac{1}{1+\frac{R_1}{R(T)}}=\\=V_{al}\frac{1}{1+170000\,\exp{\frac{4000\,\text{K}}{273\,\text{K}+T}}}=V_{al}\frac{1}{1+.2 \exp\left(13.652\frac{T-20\,\text{K}}{T+273\,\text{K}}\right)}\end{align}

Dove ho messo l'ntc di prima e la resistenza del partitore da 500 ohm. Ci sono due epressioni equivalenti, usa quella piu` comoda da implementare.

Il valore numerico che si legge all'ingresso dell'A/D sara` pari a

N=\frac{2^n}{V_{ref}}V_{al}\frac{1}{1+170000\,\exp{\frac{4000\,\text{K}}{273\,\text{K}+T}}}=\frac{2^n}{V_{ref}}V_{al}\frac{1}{1+.2 \exp\left(13.652\frac{T-20\,\text{K}}{T+273\,\text{K}}\right)}

e dato che il piu` delle volte la tensione di riferimento e` anche quella che alimenta il partitore, si ha, ad esempio con un convertitore a 10 bit
N=\frac{1024}{1+170000\,\exp{\frac{4000\,\text{K}}{273\,\text{K}+T}}}=\frac{1024}{1+.2 \exp\left(13.652\frac{T-20\,\text{K}}{T+273\,\text{K}}\right)}
Ad esempio a 20 C leggi 853, a 60 C leggi 504, e a 120 C leggi 137.

Adesso basta invertire la funzione e trovare T in funzione di N. La funzione viene una cosa del genere

T=\left(\frac{4000\,\text{K}}{12.04+\ln\left(\frac{N}{1024-N}\right)}}-273\,\text{K}\right)\,\, ^\circ \text{C}

Se hai le librerie matematiche che fanno i logaritmi e le divisioni floating point, sei a posto, altrimenti devi usare la linearizzazione a tratti, che va bene anche per funzioni che "crescono scendendo".


La scelta della resistenza del partitore e` abbastanza semplice: deve avere lo stesso valore dell'NTC alla temperatura in cui ti interessa la massima risoluzione. Avendola scelta da 500 ohm, la massima risoluzione e` intorno a 60 C.
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[38] Re: Termistore NTC

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 12 mag 2011, 0:09

Come e` fatto il partitore? NTC verso il positivo o il negativo?
La tensione di riferimento dell'ADC e quella di alimentazione del partitore in che relazione sono?
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