Математика для термодатчика LM335.
Из даташита известно что изменение тампературы линейно изменению напряжению на выходе и составляет 10мВ/Цельсий.
При токе 1мА через стабилитрон (термодатчик) с коррекцией при температуре 25С выходное напряжение будет составлять 2.982 Вольта. При разрешении АЦП в 10 бит и эталонном напряжении 5 вольт значение в регистре (ах) АЦП будет составлять 2.982*1024/5 = 611.Зная что напряжение линейно изменяется относительно температуры определим значения АЦП для нуля и крайних диапазонов температур измерения датчика. Соответственно имеем:
-40градусов = 477 (2,332мВ)
0 градусов = 559 (2,732мВ)
+100 градусов = 764 (3,732мВ)
Запишем функцию описывающую связь температуры со значениями АЦП
Код
Y = k(x +b);
Где k – коэффициент крутизны ,
b - некий поправочный коэффициент;
x - значение АЦП;
Y - значение температуры.
Дабы не работать со знаковыми величинами разобьём условно температурную ветку на положительную и отрицательную. Для положительной ветки составим систему уравнений:
Код
Y0 = k(x0 + b)
Y2 = k (x2 + b)
Перенесём k в левую часть.
Y0/ k =(x0 + b)
Y2/ k =(x2 + b)
Отсюда легко выразить
k = (Y2 - Y0)/( x2 - x0), ну и
b = (Y0* ( x2 - x0)/ (Y2 - Y0)) - x0;
Для понимания подставим наши значения для расчёта коэффициентов k и b
b = - x0 = - 559;
k = (100 - 0)/(764 - 559) = 100/209;
Для вывода диапазона от нуля до ста наша формула будет иметь вид:
Y = (100/209)* (х - 559);
По аналогии для отрицательной ветви получим формулу (диапазон от минус сорока градусов и до нуля):
k = (Y0 – Y1)/( x0 – x1) = (40 -0)/ (559 - 477) = 40/82;
Y = (40/82)*(559 - х);
Функция чтения значений АЦП наверное будет построена по следующему принципу:
Для увеличения разрешающей способности АЦП будет накопление восьми значений и результатом будет накопленное значение сдвинутое на три разряда вправо.
Функция анализа результата для выбора формулы расчёта и знака температуры.
Строб на включение датчика. Ну и с этого места поподробнее:
Датчик будет на расстоянии от МК до двух метров, таким образом чтобы избежать потерь в проводах возле него будет конденсатор на 470 микрофарат.
Преобразование АЦП восемь раз, частота оцифровки 115,200 kHz, количество тактов одной оцифровки 14. Ну и вопросы :
Достаточна ли величина ёмкости, какое начальное сопротивление ёмкости, какую длительность строба выбирать для её заряда?
Покритикуйте мою идею!
Всем заранее спасибо!
Датчик температуры LM335, особенности измерения, математика
Mar 31 2008, 17:12
