A continuació et deixo una proposta d'enfocament per dissenyar el circuit:
Caracterització del sensor NTC de 33K
Prova experimental: Realitzeu mesures del voltatge en un divisor de tensió format pel sensor i una resistència fixa. Anoteu les lectures per diferents temperatures i compareu-les amb la taula de referència per confirmar que el sensor es comporta segons l'especificat.
Anàlisi en Excel: Organitzeu les dades obtingudes en una taula i genereu la corba de resposta. Així, podreu identificar el grau de no linearitat.
Minimització de la no linearitat
Una opció és fer una compensació mitjançant una etapa d'enfortiment (amplificador operacional) que, amb el seu guany i offset, corregeixi la corba.
Amb Excel, podeu ajustar els paràmetres d'una funció (per exemple, assumeixeu una relació lineal aproximada en un rang intermig) per extreure el guany i l'offset necessaris per transformar un rang intermig (per exemple, de 2V a 7V) a l'escala final de 0–10V.
Proposta de dues etapes
a) Primer pas:
Dissenyeu un divisor de tensió amb el sensor NTC i una resistència fixa que proporcioni una sortida intermèdia, per exemple, de 2V a 7V dins del rang de temperatures d'interès.
b) Segon pas:
Feu una etapa d'enfortiment amb un amplificador operacional (p.ex., IC1) configurat com a amplificador diferencial amb offset.
Per exemple, podeu utilitzar la fórmula:
Vout=Gain×(Vin−Voffset)
On per transformar un rang de 2V–7V a 0V–10V:
Guany (Gain):Gain=7−210−0=2
Offset: S'ha d'aplicar un desplaçament de 2V, de manera que:
Vout=2×(Vin−2)
Esquema resultant
Divisor de tensió:
El sensor NTC (NTC 33K) i una resistència fixa (el valor es determinarà a partir de les proves per obtenir el rang 2-7V).
Etapa d'enfortiment:
Utilitzeu un op-amp com el IC1 configurat amb guany 2 i amb el desplaçament de 2V (això pot implicar un divisor de resistències per generar el nivell d'offset correcte).
Raonament dels valors:
Els valors de les resistències al divisor seran triats per aconseguir que, en la temperatura mínima i màxima d'interès, la sortida tingui resultats proper a 2V i 7V, respectivament.
En la segona etapa, els valors es calculen per tenir un guany de 2 i, al restar 2V prèviament, obtenir 0V quan l'entrada és 2V i 10V quan l'entrada és 7V.
Pasos addicionals
Realitzeu simulacions (o proves en una protoboard) per validar el comportament global del circuit.
Ajusteu els valors dels components si és necessari per corregir desviacions i millorar la linealitat.
Aquest mètode de dues etapes (primer obtenir una sortida intermèdia i després escalar-la amb un op-amp) simplifica el procés d'ajust i permet, mitjançant proves i l'ajuda d'Excel per a la correcció, minimitzar la no linearitat del sensor.
Si necessites més detalls o ajuda per triar els valors específics dels components, fes-m'ho saber.
Wirelessly connects nets on schematic. Used to organize schematics and separate functional blocks. To wirelessly connect net portals, give them same designator. #portal
General Purpose Thick Film Standard Power
and High-Power Chip Resistor
47 kOhms ±5% 0.125W, 1/8W Chip Resistor 0805 (2012 Metric) Automotive AEC-Q200 Thick Film
Features:
- RMCF – standard power ratings
- RMCP – high power ratings
- Nickel barrier terminations standard
- Power derating from 100% at 70ºC to zero at +155ºC
- RoHS compliant, REACH compliant, and halogen free
- AEC-Q200 compliant