Chia sẻ Cách tính nhiệt độ từ cảm biến nhiệt độ loại NTC

Discussion in 'Vi điều khiển-vi xử lý' started by Trần Bình Trọng, Aug 31, 2019.

  1. Trần Bình Trọng

    Trần Bình Trọng New Member

    Joined:
    Aug 19, 2019
    Messages:
    2
    Likes Received:
    3
    Last edited: Sep 1, 2019
    Chào mọi người,
    Tìm qua các trang web và diễn đàn ở Việt Nam thấy ít trang chia sẻ công thức chi tiết để tính mà chủ yếu tính dựa vào bảng giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Sau một thời gian tìm hiểu có kết quả nên chia sẻ lại cho mọi người cùng xem.
    1. Cảm biến NTC là gì?
    NTC là một loại nhiệt điện trở (thermistor), khi nhiệt độ tăng thì điện trở của nó giảm. Ngược lại với NTC là PTC, khi nhiệt độ tăng thì điện trở của nó cũng tăng theo. Loại cảm biến thermistor có điện trở không tuyến tính với nhiệt độ nên người ta ít dùng để làm cảm biến đo nhiệt, thường chỉ sử dụng trong các mục đích bảo vệ, ngắt nhiệt trong các máy điều hoà, bình nóng lạnh, bếp từ...
    Một số loại cảm biến NTC thông dụng: NTC MF58, NTC 47D20, NTC MF52,...
    [​IMG]
    2. Mạch đo nhiệt độ
    Để đo nhiệt độ của cảm biến, ta mắc cảm biến nối tiếp với một điện trở thành cầu phân áp, lấy điện áp ở giứa điện trở và cảm biến đưa vào vi điều khiển. Khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở của cảm biến cũng thay đổi theo, dẫn đến điện áp đưa vào vi điều khiển biển đổi theo tỉ lệ phân áp. Dựa vào giá trị điện áp đo được, ta sẽ tính được giá trị của điện trở và suy ra được nhiệt độ.
    upload_2019-8-31_21-25-59.png
    3. Công thức tính nhiệt độ của cảm biến theo điện trở
    Điện trở và nhiệt độ được tính theo công thức:
    upload_2019-8-31_21-28-3.png
    với: + R25 là điện trở định mức tại 25 độ C (lấy từ datasheet).
    + T25 là nhiệt độ định mức tính theo thang Kelvin bằng 298,15 độ K.
    + β là hệ số của cảm biến (lấy từ datasheet, thường có giá trị từ 3200 - 4500).
    4. Ví dụ mô phỏng:
    Sử dụng arduino để đo nhiệt độ nước từ cảm biến NTC MF58 (https://banlinhkien.vn/goods-1525-day-do-nhiet-do-ntc-mf58.html) với thông số:
    + R25 = 10kΩ ở 25°C.
    + β = 3950.
    * Sơ đồ mạch
    Giá trị linh kiện tính theo tài liệu của hãng TI: http://www.ti.com/lit/an/sboa323/sboa323.pdf
    upload_2019-8-31_23-17-11.png
    File mô phỏng và code arduino: https://drive.google.com/open?id=19xriTZvHulQXqKgDN-FViF-fuyE5XUkG
     

    Attached Files:

    Lê Thị Trang, MES LAB and Thien.DV like this.
  2. Thien.DV

    Thien.DV New Member

    Joined:
    Jul 17, 2019
    Messages:
    10
    Likes Received:
    6
    Cám ơn bạn đã chia sẻ. mình cũng đang tìm hiểu về vấn đề này.
    Bạn có thể nói thêm cho mình về phần sai số của việc chuyển đổi tín hiệu điện trở sang tín hiệu nhiệt được không?
     
  3. Trần Bình Trọng

    Trần Bình Trọng New Member

    Joined:
    Aug 19, 2019
    Messages:
    2
    Likes Received:
    3
    Về sai số của việc chuyển đổi tín hiệu điện trở sang tín hiệu nhiệt độ, nhìn vào các công thức thì ta thấy các sai số sau ảnh hưởng đến kết quả đo:
    - Sai số điện trở: khắc phục bằng cách chọn điện trở có sai số nhỏ ~ 1% hoặc khi mua điện trở làm mạch thật thì đo lại bằng đồng hồ đo ra giá trị đúng và tính lại công thức.
    - Sai số của OPAMP.
    - Sai số của nguồn điện áp tham chiếu Vref và điện áp VDD: khắc phục bằng cách cấp nguồn chuẩn bằng các IC chuyên dụng.
    - Sai số của thermistor: theo thông số linh kiện (ví dụ NTC MF58 ở ví dụ mẫu bên trên thì sai số 1%).
    - Sai số của hệ số β: Lý thuyết thì hệ số β là một hằng số, nhưng thực tế thì nhiệt độ thay đổi làm cho hệ số này thay đổi theo; các nhà sản xuất thường chỉ cho giá trị β danh định. Nhiệt độ càng gần mức 25°C thì càng chính xác và càng xa thì sai số càng lớn.
     

    Attached Files:

Share This Page

Users Viewing Thread (Users: 0, Guests: 0)

Loading...