Trabalho Instrumenta O

COEEL – Coordenação de Engenharia Elétrica

Utilização de Sensor Termistor

Vitória da Conquista - BA
18 de março de 2015
Problema: Condicionar o sinal de um sensor Termistor com as características abaixo, para que seja utilizado em um ADC 8bits de 0 a 5V.

Características do Sensor:
Cod. 682
Resistencia de referencia: 6,8KΩ
B Value: 3445K
Temperatura Referência: 25°C
Temperatura Máxima: 125°C
Pmax: 75mW oc: -3,86 %/°C

Cálculo das resistências Rmin e Rmax:
O cálculo das resistências do termistor é feito em base da variação da temperatura adotada, a resistência de referência (R0) e o valor de B, como visto a seguir:
Equação 1
Considerando a faixa de temperatura adotada como sendo 0°C a 50°C, obtivemos os seguintes valores de resistência:
Rmin: 2,85KΩ
Rmax:18,9KΩ

A partir desses valores, construímos um circuito divisor de tensão para obter uma variação de tensão com base na variação das resistências, que estão em função das temperaturas.
A seguir o circuito divisor de tensão, utilizando uma fonte de 5V e uma resistência fixa de 3kΩ:

Figura 1: Circuito divisor de Tensão.

Tensão mínima encontrada, para Rt=2,85kΩ:
2,43v

Tensão máxima encontrada, para Rt=18,9kΩ
4,31v

A variação encontrada precisa ser ajustada, de modo que a tensão de saída seja de 0 à algum valor estimado, logo será utilizada uma ponte de Wheatstone para que isso se torne possível. A ponte de Wheatstone tem a seguinte configuração:

Figura 2: Ponte de Wheatstone.

Onde nossa variação de resistência é representada pelo resistor variável Rt.
Para que a ponte esteja em equilíbrio, a tensão no ponto Va deve ser igual a tensão no Ponto Vb.
Va=Vb

R3.R2=Rt.R1

Cálculos anteriores a ponte de Wheatstone:
Resolução do adc = 19.61mV/bit
Resolução do sistema = 0.52ºC/bit
Combinações em uso = 96
Cálculo do Erro:
Equação linear Temperatura x tensão
T = -26.60*V + 114.85 [ºC]
Equação linear bit x tensão
T = -0.52*bit + 50.00 [ºC]
Erro maximo percentual de 29.66%
Erro maximo de 2.64ºC