Odporový dělič: nejjednodušší převod a jeho past

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

2. Odporový dělič: nejjednodušší převod a jeho past

Spousta senzorů mění odpor: termistor, fotorezistor, potenciometr, tenzometr. Odpor se ale přímo měřit nedá — potřebuje se z něj udělat napětí, a nejlevnější způsob je dělič.

Dělič: senzor dole, pevný odpor nahoře. Napětí na výstupu roste s odporem senzoru — ale ne přímo úměrně, a právě to je ta past.

Past: dělič není přímka

Vzorec má odpor senzoru i v čitateli, i ve jmenovateli. Výsledek je hyperbola, ne přímka. Přes úzký rozsah se to skoro nepozná, přes dvě dekády (což je běžný termistor) je to zásadní.

dělič se od přímky odchyluje o 51,95 % rozsahu — a jeden krok 12bitového převodníku je 0,024 %. Ta křivost je tedy vidět, není teoretická. Nejcitlivější předřadný odpor pro tenhle rozsah je 10 kΩ.

Plná čára je skutečný výstup, čárkovaná přímka mezi krajními body, a svislá červená úsečka je největší odchylka. Rozšiř rozsah senzoru na dvě dekády a sleduj, jak se křivost rozjede. Porovnej ji s krokem 12bitového převodníku (0,024 %): ta odchylka je vidět, není teoretická.

Jaký předřadný odpor zvolit

Citlivost děliče je největší tam, kde jsou oba odpory stejné. Když senzor pokrývá široký rozsah, nejlepší kompromis je geometrický průměr jeho mezí:

R_s = √( R_min · R_max )nejcitlivější předřadný odpor

Dvě věci, na které se zapomíná. Za prvé: děličem teče proud, který senzor ohřívá — u termistoru to znamená, že měří sám sebe. Tomu se říká samoohřev a řeší se buď větším odporem, nebo tím, že se napájení pulzně zapne jen na dobu měření. Za druhé: výstup je poměrový vůči napájení, takže když se napájení hne, hne se i výsledek — pokud ovšem ADC nepoužívá totéž napájení jako referenci. Pak se to vykrátí, a to je zadarmo.

2. Odporový dělič: nejjednodušší převod a jeho past

Past: dělič není přímka

Jaký předřadný odpor zvolit

Vzorce v této kapitole