ar_thermistor.rst

4.5 Thermometer

Ein Thermometer ist ein Gerät, das die Temperatur oder einen Temperaturgradienten misst (das Maß für die Hitze oder Kälte eines Objekts). Ein Thermometer hat zwei wichtige Elemente: (1) einen Temperatursensor (z.B. die Glühbirne eines Quecksilber-Thermometers oder den pyrometrischen Sensor in einem Infrarot-Thermometer), bei dem eine Änderung mit einer Temperaturänderung eintritt; und (2) eine Möglichkeit, diese Änderung in einen Zahlenwert umzuwandeln (z.B. die sichtbare Skala, die auf einem Quecksilber-Thermometer markiert ist, oder die digitale Anzeige bei einem Infrarot-Modell). Thermometer werden in Technologie und Industrie zur Prozessüberwachung, in der Meteorologie, in der Medizin und in der wissenschaftlichen Forschung weit verbreitet verwendet.

Ein Thermistor ist eine Art Temperatursensor, dessen Widerstand stark temperaturabhängig ist und er hat zwei Typen: Negativer Temperaturkoeffizient (NTC) und Positiver Temperaturkoeffizient (PTC), auch bekannt als NTC und PTC. Der Widerstand des PTC-Thermistors steigt mit der Temperatur, während der Zustand des NTC dem des PTC entgegengesetzt ist.

In diesem Experiment verwenden wir einen NTC-Thermistor, um ein Thermometer zu bauen.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein komplettes Set zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
3 in 1 Starter Kit	380+	|link_3IN1_kit|

Sie können sie auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG	KAUF-LINK
:ref:`cpn_uno`	|link_Uno_R3_buy|
:ref:`cpn_breadboard`	|link_breadboard_buy|
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:ref:`cpn_resistor`	|link_resistor_buy|
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Schaltplan

Jeder Thermistor hat einen normalen Widerstand. Hier beträgt er 10k Ohm, gemessen bei 25 Grad Celsius.

Wenn die Temperatur steigt, verringert sich der Widerstand des Thermistors. Dann werden die Spannungsdaten vom A/D-Wandler in digitale Werte umgewandelt.

Die Temperatur in Celsius oder Fahrenheit wird mittels Programmierung ausgegeben.

Hier ist die Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur:

RT =RN expB(1/TK – 1/TN)

• RT ist der Widerstand des NTC-Thermistors bei der Temperatur TK.
• RN ist der Widerstand des NTC-Thermistors bei der Nenn-Temperatur TN. Hier beträgt der Wert von RN 10k.
• TK ist eine Kelvin-Temperatur und die Einheit ist K. Der Wert von TK beträgt hier 273,15 + Grad Celsius.
• TN ist eine bewertete Kelvin-Temperatur; die Einheit ist auch K. Hier beträgt der Wert von TN 273,15+25.
• Und B(beta), die Materialkonstante des NTC-Thermistors, wird auch als Wärmeempfindlichkeitsindex bezeichnet und hat einen Wert von 3950.
• exp steht für Exponentialfunktion, und die Basiszahl e ist eine natürliche Zahl und beträgt ungefähr 2,7.

Wandeln Sie diese Formel TK=1/(ln(RT/RN)/B+1/TN) um, um die Kelvin-Temperatur zu erhalten, die minus 273,15 Grad Celsius entspricht.

Diese Beziehung ist eine empirische Formel. Sie ist nur dann genau, wenn Temperatur und Widerstand im effektiven Bereich liegen.

Verkabelung

Note

• Der Thermistor ist schwarz oder grün und mit 103 gekennzeichnet.

Code

Note

• Sie können die Datei 4.5_thermometer.ino im Pfad euler-kit/arduino/4.5_thermometer öffnen.
• Oder kopieren Sie diesen Code in die Arduino IDE.
• Oder laden Sie den Code über den Arduino Web Editor hoch.

Vergessen Sie nicht, das Raspberry Pi Pico Board und den richtigen Port auszuwählen, bevor Sie auf den Upload-Button klicken.

Nach erfolgreichem Hochladen des Codes wird der Serial Monitor die Temperaturen in Celsius und Fahrenheit ausgeben.