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.
サーミスタの抵抗は温度によって変化します。Steinhart-Hartの式が示すように、この変化は-線形ではありません。 温度測定を行うときは、サーミスタに基準電流を流して、非線形応答を持つ等価電圧を生成する必要があります。 マイクロコントローラに用意されているリファレンステーブルを使用して、サーミスタの非線形応答を補正することができます。 マイクロコントローラーファームウェアでこのようなアルゴリズムを実行できたとしても、極端な温度が存在する場合のデータキャプチャには高精度のコンバーターが必要です。
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 ).
図1、図1では高温領域が解決されていないことに注意してください。ただし、これらの温度値でPGAのゲインを上げると、ADCが信頼できる範囲内でPGAの出力信号を制御できます。サーミスタの温度を識別するための変換。
マイクロコントローラーファームウェアの温度検知アルゴリズムは、10ビットの高精度ADCデジタル値を読み取り、それをPGAヒステリシスソフトウェアルーチンに転送します。 PGAヒステリシスルーチンはPGAゲイン設定を確認し、ADCデジタル値を図1に示す電圧ノードの値と比較します。ADC出力が電圧ノードの値を超えると、マイクロコントローラーはPGAゲインを次に高い値に設定します。またはより低いゲイン設定。 必要に応じて、マイクロコントローラは新しいADC値を再度取得します。 次に、PGAゲインとADC値は、マイクロコントローラーの区分的線形補間ルーチンに渡されます。
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 .
