SensorCatalog

Calculadora de divisor de tensión NTC

Dimensione la resistencia serie de un NTC leído por un ADC: salida, sensibilidad, resolución por código y autocalentamiento en su rango.

Termistor

Divisor y ADC

NTC conectado a

Temperaturas

Resultado

1,6500V

Sensibilidad 36,7 mV/°C; un código del ADC equivale a 0,022 °C. La resistencia serie está lejos de 4,84 kΩ, que daría una excursión de salida mayor en este rango.

Resistencia del NTC
10 kΩa 25 °C
Sensibilidad
-36,66 mV/°Cbaja al subir la temperatura
Resolución por código
0,022 °CADC de 12 bits, LSB 0,8057 mV
La más gruesa del rango
0,141 °Ca 100 °C
Salida en el rango
2,543 V … 0,215 Va 0 °C y 100 °C
Excursión de salida
2,328 V70,6 % de la alimentación
Corriente
165 µA272,3 µW en el NTC
Autocalentamiento
—introduzca la constante de disipación de la hoja de datos
Resistencia serie para la mayor excursión
4,843 kΩ√(R en los extremos del rango); E24 más cercano 4,7 kΩ, E96 4,87 kΩ
Código del ADC
2048de 4096

Esquema

Alimentación3,3 VNTC10 kΩ25 °CRs10 kΩNTC10 kΩ25 °CRs10 kΩ1,650 V165 µAADC12 bit
Dibujado a partir de los datos de arriba; sin escala.
Fórmulas y normas
R(T) = R₀ · eβ (1/T − 1/T₀)   Vout = V × R(T) / (R(T) + Rs)
Rs,best = √(R(Tlow) · R(Thigh))   ΔTself = P / δ

El NTC y la resistencia serie dividen la alimentación. Con el NTC a masa la salida es V × R(T) / (R(T) + Rs); con el NTC a la alimentación, V × Rs / (R(T) + Rs). R(T) sigue el modelo Beta, R(T) = R₀ exp(β (1/T − 1/T₀)), y la sensibilidad es la derivada de la salida respecto a la temperatura. Un código del ADC dividido por la sensibilidad es el paso de temperatura que el ADC puede resolver.

La excursión de salida entre dos temperaturas es máxima cuando Rs es la media geométrica de las resistencias del NTC a esas temperaturas. El autocalentamiento es la potencia en el NTC dividida por su constante de disipación (en mW/K, de la hoja de datos, para su montaje). Si el ADC usa la alimentación del divisor como referencia, la medida es ratiométrica y las variaciones de alimentación se anulan. El modelo Beta es una aproximación; para la mejor precisión use coeficientes de Steinhart-Hart en el firmware.

¿Necesita termistores NTC o sondas con tolerancias ajustadas de β y R₂₅?

Pedir precio a SensorSpan

Cómo funciona la calculadora de divisor de tensión NTC

La forma más sencilla de leer un termistor NTC es un divisor de tensión: el termistor y una resistencia serie fija entre la alimentación y masa, con el punto medio hacia una entrada de ADC. Cuando cambia la temperatura cambia la resistencia del termistor, y con ella la tensión del punto medio.

La calculadora obtiene la resistencia del NTC con el modelo Beta, luego la tensión de salida, su pendiente en mV por grado y el paso de temperatura que representa un código del ADC. Lo hace a su temperatura de trabajo y en todo el rango, y propone la resistencia serie que da la mayor excursión de salida.

Elegir la resistencia serie

La excursión de salida entre dos temperaturas es máxima cuando la resistencia serie es la media geométrica de las resistencias del NTC a esas temperaturas. Para un termistor de 10 kΩ y β 3950 usado de 0 a 100 °C, R es 33,6 kΩ a 0 °C y 698 Ω a 100 °C, así que la mejor resistencia serie ronda 4,84 kΩ; los valores normalizados más cercanos son 4,7 kΩ (E24) y 4,87 kΩ (E96).

Una resistencia serie igual a R₂₅, aquí 10 kΩ, da la pendiente más pronunciada a 25 °C pero menos excursión hacia 100 °C. Use la media geométrica cuando importa todo el rango y R a la temperatura más importante cuando importa un punto.

En qué sentido

Con el NTC a masa la salida baja al subir la temperatura; con el NTC a la alimentación sube. La resolución es la misma en ambos casos. Elija la posición que permita reconocer un sensor abierto o en cortocircuito: con el NTC a masa, un termistor abierto lleva la entrada a la alimentación y un cortocircuito a masa, ambos fuera del rango normal.

Resolución y ADC

Un código del ADC es la tensión de referencia dividida por 2^N. Dividido por la pendiente da el paso de temperatura: 0,022 °C a 25 °C para el ejemplo con un convertidor de 12 bits, pero más grueso en los extremos del rango, donde la curva se aplana. La calculadora muestra el punto más grueso. Si el ADC usa la alimentación del divisor como referencia, la medida es ratiométrica y las variaciones de alimentación se anulan; deje vacía la referencia en ese caso.

Autocalentamiento

La corriente del divisor calienta el termistor. El aumento de temperatura es la potencia en el NTC dividida por su constante de disipación, que la hoja de datos da en mW/K en aire en calma o para el montaje en que se midió. A 3,3 V con 10 kΩ + 10 kΩ el NTC disipa 272 µW; con 1,5 mW/K eso son 0,18 K. Una resistencia serie mayor, una alimentación más baja o alimentar el divisor solo al medir lo reducen.

Para la relación resistencia–temperatura en sí y los coeficientes de Steinhart-Hart, use la calculadora de termistores NTC. La calculadora de resolución de ADC cubre otros sensores en el mismo convertidor.

Preguntas frecuentes

¿Por qué no usar una resistencia serie muy pequeña para tener más corriente?

Más corriente significa más autocalentamiento, y una resistencia serie pequeña lleva la excursión a un extremo de la alimentación. La excursión es máxima en la media geométrica; alejarse de ella cuesta resolución.

¿Qué precisión tiene el modelo Beta?

Cerca de T₀ sigue bien a un termistor real; cuanto más lejos de T₀, mayor es la desviación, que en 0 a 100 °C puede llegar a cerca de 1 K. Para la precisión, use en el firmware Steinhart-Hart o la tabla R–T del fabricante, y esta calculadora para el diseño del circuito.

¿Debo añadir un condensador?

Un condensador de la salida a masa, cerca del ADC, aporta la carga para el condensador de muestreo del ADC y filtra el ruido. Compruebe el establecimiento con la calculadora de filtro antialiasing, usando como R la resistencia en paralelo del divisor.

↑ ↓ elegir · Intro abrir · Esc cerrar