选择热敏电阻的偏置电阻

电器工程 微控制器 avr ADC 温度
2022-01-17 23:19:02

Rt是热敏电阻。Rb是偏置电阻,我需要计算这个值。我感兴趣的温度是Rt电阻范围4k...115k我想要的是将其缩放到整个 ADC 分辨率,即10bit ie 0...1023因此,当Rt = RbADC 将其转换为511. 不确定是否可能,但理想情况下,我希望在何时何(或以其他方式)0读取 ADC 。Rt = 4k1023Rt = 115k

在 MC 内部,我有查找表,它将根据热敏电阻数据表中描述的曲线将 ADC 值转换为温度。

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2个回答

使用简单的电阻分压器,您将无法扩展输出电压范围以覆盖 ADC 输入的整个范围,但通过将偏置电阻设置为最小值的几何平均值,您将获得最佳的整体分辨率和传感器的最大电阻值(对于感兴趣的温度范围)。

对于您的特定设置,这将是 \$ \sqrt{4K * 115K} = 21.447K \$

您可以选择 21.5K 1% 电阻或 22K 5% 电阻。您获得的电压将在 ADC 输入范围的 15.7% 至 84.3% 范围内运行。

要获得覆盖整个 ADC 范围的输出电压,您需要一个具有增益和偏移能力的有源(例如运算放大器)电路。

如果 \$R_T\$ 最低电阻是 4k,那么您可以轻松计算出制作分压器所需的电阻。如果您从内部带隙中选择一个 ADC 参考电压(通常为 2V56 或 1V1),您几乎可以使用整个 ADC 范围。因此(假设 \$V_{CC}\$ 是常数):

$$ U_{REF} = U_{IN,MAX} = \frac{R_{B}}{R_{B}+R_{T,MIN}} × V_{CC} $$ $$ R_B = \frac{U_ {REF}×R_{T,MIN}}{V_{CC} - U_{REF}} $$

并向下舍入 \$R_B\$,因此您永远不会在 ADC 上达到满量程。一旦你有了\$R_B\$,你应该能够计算出你可以达到的最低输入电压。知道这一点很有价值,因为您可以在程序中进行两项健全性检查:

  1. 当 ADC 值(接近)1023 时,这表明传感器发生短路故障(接线不良,...);
  2. 当 ADC 值(接近)0 时,这表明传感器未能打开(未连接、断线……)

基于这两项检查,您可以让您的程序决定要做什么:例如。将错误输出设置为高电平,从负载中移除电源,...

请注意,使用此电阻分压器,您的测量分辨率将随刻度变化很大。

例如。带隙参考设置为 1V1 和电源电压 5V: $$ R_B = \frac{1.1V×4k\Omega}{5V-1.1V}= \frac{4.4k}{3.9}= 1.13k\Omega $$ 舍入下降到第一个可用的 E12 值使得 \$1k\Omega\$

$$ U_{IN,MIN} = \frac{1k\Omega}{1k\Omega+115k\Omega}×5V = 43mV $$

$$ U_{IN,MAX} = \frac{1k\Omega}{1k\Omega+4k\Omega}×5V = 1000mV $$

使用 1V1 参考的优点是很容易预测一个近似的ADC 值范围:43 - 1000