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Calculateur de diviseur de tension CTN

Dimensionner la résistance série d’une CTN lue par un CAN : sortie, sensibilité, résolution par code et auto-échauffement sur votre plage.

Thermistance

Diviseur et CAN

CTN reliée à

Températures

Résultat

1,6500V

Sensibilité 36,7 mV/°C ; un code du CAN vaut 0,022 °C. La résistance série est loin de 4,84 kΩ, qui donnerait une plus grande excursion sur cette plage.

Résistance de la CTN
10 kΩà 25 °C
Sensibilité
-36,66 mV/°Cdiminue quand la température monte
Résolution par code
0,022 °CCAN 12 bits, LSB 0,8057 mV
La plus grossière sur la plage
0,141 °Cà 100 °C
Sortie sur la plage
2,543 V … 0,215 Và 0 °C et 100 °C
Excursion de sortie
2,328 V70,6 % de l’alimentation
Courant
165 µA272,3 µW dans la CTN
Auto-échauffement
—saisir la constante de dissipation de la fiche technique
Résistance série pour la plus grande excursion
4,843 kΩ√(R aux bornes de la plage) ; E24 le plus proche 4,7 kΩ, E96 4,87 kΩ
Code du CAN
2048sur 4096

Schéma

Alimentation3,3 VNTC10 kΩ25 °CRs10 kΩNTC10 kΩ25 °CRs10 kΩ1,650 V165 µACAN12 bit
Dessiné d’après les valeurs saisies ; pas à l’échelle.
Formules et normes
R(T) = R₀ · eβ (1/T − 1/T₀)   Vout = V × R(T) / (R(T) + Rs)
Rs,best = √(R(Tlow) · R(Thigh))   ΔTself = P / δ

La CTN et la résistance série divisent l’alimentation. CTN à la masse, la sortie vaut V × R(T) / (R(T) + Rs) ; CTN à l’alimentation, V × Rs / (R(T) + Rs). R(T) suit le modèle bêta, R(T) = R₀ exp(β (1/T − 1/T₀)), et la sensibilité est la dérivée de la sortie par rapport à la température. Un code du CAN divisé par la sensibilité donne le pas de température que le CAN peut résoudre.

L’excursion de sortie entre deux températures est maximale quand Rs est la moyenne géométrique des résistances de la CTN à ces températures. L’auto-échauffement est la puissance dans la CTN divisée par sa constante de dissipation (en mW/K, d’après la fiche technique, pour votre montage). Si le CAN prend l’alimentation du diviseur comme référence, la mesure est ratiométrique et les variations d’alimentation s’annulent. Le modèle bêta est une approximation ; pour la meilleure précision, utilisez les coefficients de Steinhart-Hart dans le micrologiciel.

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Comment fonctionne le calculateur de diviseur de tension CTN

La façon la plus simple de lire une thermistance CTN est un diviseur de tension : la thermistance et une résistance série fixe entre l’alimentation et la masse, le point milieu allant vers une entrée de CAN. Quand la température change, la résistance de la thermistance change, et avec elle la tension au point milieu.

Le calculateur détermine la résistance de la CTN à partir du modèle bêta, puis la tension de sortie, sa pente en mV par degré et le pas de température que représente un code du CAN. Il le fait à votre température de fonctionnement et sur toute la plage, et propose la résistance série qui donne la plus grande excursion de sortie.

Choisir la résistance série

L’excursion de sortie entre deux températures est maximale quand la résistance série vaut la moyenne géométrique des résistances de la CTN à ces températures. Pour une thermistance 10 kΩ, β 3950 utilisée de 0 à 100 °C, R vaut 33,6 kΩ à 0 °C et 698 Ω à 100 °C ; la meilleure résistance série est donc d’environ 4,84 kΩ, et les valeurs normalisées les plus proches sont 4,7 kΩ (E24) et 4,87 kΩ (E96).

Une résistance série égale à R₂₅, ici 10 kΩ, donne la pente la plus forte à 25 °C mais moins d’excursion vers 100 °C. Prenez la moyenne géométrique quand toute la plage compte, et R à la température la plus importante quand un seul point compte.

Dans quel sens

CTN à la masse, la sortie baisse quand la température monte ; CTN à l’alimentation, elle monte. La résolution est la même dans les deux cas. Choisissez le sens qui laisse reconnaître une sonde coupée ou en court-circuit : CTN à la masse, une thermistance ouverte tire l’entrée vers l’alimentation et un court-circuit vers la masse, deux états hors de la plage normale.

Résolution et CAN

Un code du CAN vaut la tension de référence divisée par 2^N. Divisé par la pente, il donne le pas de température : 0,022 °C à 25 °C pour l’exemple avec un convertisseur 12 bits, mais plus grossier aux extrémités de la plage, là où la courbe s’aplatit. Le calculateur indique le point le plus grossier. Si le CAN prend l’alimentation du diviseur comme référence, la mesure est ratiométrique et les variations d’alimentation s’annulent ; laissez alors la référence vide.

Auto-échauffement

Le courant dans le diviseur chauffe la thermistance. L’élévation de température est la puissance dans la CTN divisée par sa constante de dissipation, que la fiche donne en mW/K en air calme ou pour le montage de mesure. À 3,3 V avec 10 kΩ + 10 kΩ, la CTN dissipe 272 µW ; avec 1,5 mW/K cela fait 0,18 K. Une résistance série plus grande, une alimentation plus basse ou un diviseur alimenté seulement pendant la mesure la réduisent.

Pour la relation résistance–température elle-même et les coefficients de Steinhart-Hart, utilisez le calculateur de thermistance CTN. Le calculateur de résolution de CAN couvre d’autres capteurs sur le même convertisseur.

Questions fréquentes

Pourquoi ne pas prendre une résistance série très faible pour plus de courant ?

Plus de courant signifie plus d’auto-échauffement, et une faible résistance série repousse l’excursion vers une extrémité de l’alimentation. L’excursion est maximale à la moyenne géométrique ; s’en écarter coûte de la résolution.

Quelle est la précision du modèle bêta ?

Près de T₀, il suit bien une thermistance réelle ; plus on s’éloigne de T₀, plus l’écart grandit, et il peut atteindre environ 1 K sur 0 à 100 °C. Pour la précision, utilisez dans le micrologiciel Steinhart-Hart ou la table R–T du fabricant, et ce calculateur pour concevoir le circuit.

Faut-il ajouter un condensateur ?

Un condensateur entre la sortie et la masse, près du CAN, fournit la charge du condensateur d’échantillonnage et filtre le bruit. Vérifiez l’établissement avec le calculateur de filtre anti-repliement, en prenant comme R la résistance parallèle du diviseur.

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