Pendahuluan

Cukup sering, sensor aktif digunakan dalam perangkat (termistor, pengukur regangan, photoresistor, resistor waktu, resistor beruntung, dll.).

Untuk mengukur nilai yang sesuai, sensor terhubung ke sirkuit pembagi di salah satu bahunya.
Ini direkomendasikan untuk dilakukan hampir di mana-mana, terutama di mana akurasi tidak sepenting biaya. Ada banyak pelajaran di Internet untuk arduins tentang membaca suhu dengan termistor. Ini dilakukan dalam aplikasi yang lebih serius.
Untuk contoh di bawah ini, saya mempresentasikan bagian dari rangkaian dari driver VESC 4.2, yang mengukur suhu tombol.

Setiap orang berbicara secara berbeda tentang nilai resistor di bahu kedua. Seseorang mengaitkan nilai hanya dengan batasan arus untuk memanaskan termistor.
Di suatu tempat ada perkiraan dan tips .
Tetapi saya tidak menemukan indikasi spesifik berdasarkan tipe: "Lakukan karena itu begitu-dan-begitu."
Pendekatan teknik membuat saya tetap terjaga. Ada tempat untuk estimasi dalam kehidupan, tetapi kadang-kadang muncul pertanyaan: "Mengapa persisnya perlawanan seperti itu?"
Bunga memicu perselisihan dengan seorang kolega. Yah, telepon itu diterima.

Perhitungan

Saya harus mengatakan segera bahwa perhitungan dilakukan di SMath Studio. Saya menerapkan sumbernya . Anda dapat menggunakannya dalam perhitungan Anda.

Pernyataan masalah

Hanya perlu memasuki kisaran perubahan resistansi, dan formula harus mengembalikan resistansi optimal bahu kedua. Kriteria optimalitas adalah ayunan tegangan output maksimum.

Solusi

Ada dua opsi untuk mengganti sirkuit: baik resistansi yang berubah ada di cakram ADC, atau sebaliknya.

Dari sudut pandang optimalitas pilihan, tidak masalah di mana harus meletakkan resistor dengan perubahan resistansi, karena penting untuk mengubah resistansi dalam rangkaian sebagai akibat dari arus, dan sebagai akibat dari penurunan tegangan, dan tidak masalah di lengan mana.
Namun kemudian muncul pertimbangan opsi pertama.

Tegangan pada input ADC tergantung pada resistansi resistor konstan dan batas variasi variabel:

$$

$$\ Delta U (R_ {const}, R_ {max}, R_ {min}, U) = U \ cdot \ kiri ({{R_ {max}} \ over {R_ {max} + R_ {const}}} - {{R_ {min}} \ over {R_ {min} + R_ {const}}} \ kanan),$$

dimana $$$R_ {const}$ - resistensi dari resistor konstan;

$$$R_ {maks}$ - resistensi terbesar dari resistor yang berubah;

$$$R_ {min}$ - resistansi terkecil dari resistor yang berubah;

$$$U$ - tegangan suplai.

Jika Anda membuat grafik ketergantungan tegangan ini pada resistansi resistor konstan, Anda dapat melihat puncak yang diucapkan, dan inilah yang kami butuhkan (grafik dibuat untuk kasus tegangan suplai 1 V saat menggunakan termistor NTC dalam kisaran suhu yang luas).

Jika kita perlu menemukan fungsi maksimum, maka kita mengambil turunannya. (Saya sengaja menyamakan tegangan input ke nol, karena rasio resistansi penting di sini).

$$

$${{d} \ over {dR_ {const}}} \ Delta U (R_ {const}, R_ {max}, R_ {min}) = \ frac {\ mathit {R_ {min}}} {{{\ kiri (\ mathit {R_ {min}} + \ mathit {R_ {const}} \ kanan)} ^ {2}}} - \ frac {\ mathit {R_ {max}}} {{{\ kiri (\ mathit {R_ {maks}} + \ mathit {R_ {const}} \ kanan)} ^ {2}}} = 0$$

Akar akan memberi tahu kita selembar kertas atau aljabar komputer (terima kasih kepada GarryC untuk tendangan ke arah perhitungan simbolis):

$$

$$\ mathit {R_ {const}} = \ pm \ sqrt {\ mathit {R_ {max}} \, \ cdot \ mathit {R_ {min}}}$$

Secara alami, resistensi lebih besar dari nol lebih cocok untuk kita. Karena waktu pengiriman resistor dengan resistensi negatif terlalu lama.

Begitu saja

Kebetulan menghitung angka itu sulit, tetapi saya ingin mengabaikan pemikiran saya begitu saja. Itu terjadi bahwa orang secara acak mempertimbangkan desibel, dan semua bertanya-tanya dalam pikiran mereka. Bahkan, mereka tahu beberapa rahasia tentang cara melakukan ini.

Kami juga menetapkan beberapa aturan untuk pandai di masa depan. Menurut jadwal, perkiraan seperti itu lebih mudah dilakukan. Tepat di bawahnya disajikan (tetapi hanya menunjukkan ketergantungan yang dijelaskan sebelumnya).

Aturan 1: Jika perubahan resistansi tidak signifikan, maka resistansi konstan harus kira-kira sama dengan perubahan rata-rata. Namun perubahan voltase akan diabaikan. Gunakan sirkuit jembatan yang lebih baik.

Aturan 2: Jika resistansi berubah berkali-kali, maka resistansi konstan harus kurang dari maksimum yang dimungkinkan untuk variabel.

Aturan 3: Semakin banyak resistansi dalam perubahan variabel resistor, semakin kecil resistansi konstan relatif terhadap maksimum variabel.

Sebagai contoh, jika perbedaan antara batas kesimpulan dari resistansi variabel resistor adalah 10 kali, resistansi konstan yang direkomendasikan harus sekitar tiga kali lebih kecil dari maksimum, dan dalam kasus perubahan 50 kali, resistor konstan harus 0,14 dari maksimum dalam kisaran resistor variabel.
Jika seseorang telah mengidentifikasi aturan tambahan atau tidak setuju dengan yang ada, bagikan itu dan kami akan membuat dunia kita lebih melek.

Pola

Jika Anda tidak ingin membahasnya sama sekali, tetapi Anda ingin memasukkan pembagi "sadar" ke proyek arduino Anda, maka Anda dapat menggunakan jawaban yang sudah jadi.
Resistor mana yang harus dipasangkan dengan termistor NTC 10 kOhm dengan B = 3950.
Di bawah ini saya menyajikan tabel yang menunjukkan berbagai rentang suhu yang diukur dan ketahanan yang sesuai dari bahu kedua.

Rentang resistensi, tujuan derajat	Aplikasi	Direkomendasikan resistensi bahu kedua, kOhm	Persentase penggunaan rentang dinamis ADC,%
0 .. + 125	Pemantauan suhu di dalam perangkat di dalam ruangan	3.3	81
-50 ... + 125	Kecepatan maksimum untuk termistor ini	18	96
-20 .. + 50	Suhu luar	20	68

Jika masih ada aplikasi umum, maka tulis, saya akan menambahkan lebih banyak.

Kesimpulan

Saya harap Anda sekarang dapat mengevaluasi kebenaran pembagi yang Anda gunakan. Tentu saja, semua saran dalam memilih nilai resistor ini yang saya sebutkan sebelumnya adalah benar. Tapi senang menyadari bahwa Anda melakukan semuanya dengan optimal.