NTC + R
回路が温度を感じる
センサーを温めて温度を電圧にしよう。
- NTC + R · NTCサーミスター
- NTC — Negative Temperature Coefficient / thermistor. NTCはNegative Temperature Coefficient、負の温度係数です。温まると抵抗が下がります。サーミスターは温度に敏感な抵抗で、ここでは固定10 kΩと分圧します。
実験台
回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。
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回路が温度を感じる
説明用モデル：25 °Cで10 kΩ、β = 3950 K。自己発熱や熱の遅れは含みません。
R(T) = 10000 × exp[3950 × (1/(T + 273.15) − 1/298.15)]。式ではケルビンの絶対温度を使います。温めると上側の抵抗が下がりVoutが上がります。実物には校正が必要です。
難易度
組み立て · 回路が温度を感じる
25 °Cで電源を入れ、10 kΩと2.50 Vを確認しよう。
ヒントを見る
25 °C → 10 kΩ
探究 · 回路が温度を感じる
50 °Cへ温め、25 °Cの抵抗と比べよう。
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50 °C → 3.59 kΩ
自力で解く · 回路が温度を感じる
40 °Cにして約3.27 Vを観察しよう。
ヒントを見る
40 °C → 3.27 V
追加の読み物と回路レシピ
回路が温度を感じる
負とは負の抵抗という意味ではない
NTCはNegative Temperature Coefficient、負の温度係数です。温度が上がると抵抗が下がります。サーミスターは温度で変わる抵抗です。抵抗値は正のままで、負は変化の方向を指し、抵抗値の符号ではありません。
配置で変化の向きが変わる
ここではセンサーが固定抵抗の上側なので、温めると出力が上がります。実際の分圧器で位置を交換すると出力は下がります。温度で抵抗が変わることだけでは、出力の増減は決まりません。
この回路で25 °Cから50 °Cへ温めると出力は？
- 上がる
- 下がる
- 2.50 Vのまま
詳しく読む
上側のセンサー抵抗が10 kΩから約3.59 kΩへ減ります。下側10 kΩの電圧配分が増え、出力は2.50 Vから約3.68 Vになります。
曲がった応答を見つける
電源を入れ、20 °C、30 °C、40 °Cの出力を記録します。電圧は上がりますが、同じ10度の変化でも同じ電圧変化にはなりません。センサーと分圧器で非直線的な応答になります。