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2026年7月10日 (金)

サーミスタの抵抗を模倣したい 定抵抗回路

温度をサーミスタで測るとき、「神様抵抗」を使ってGND側に
サーミスタを入れるとこんな回路。
Tt1_20260710104901

そして、回路や制御ソフトの検証には単純な「抵抗」を
使います。
サーミスタのデータシートで示される温度と抵抗値、
例えば「103JT」だとこんな表。
Tt3_20260710105001

この代表的なポイントの抵抗を基板に並べたこんな
ジグを作っています。
Th31

抵抗値の微妙なところはポテンショで調整。

しかし・・・・ほんとなら「定抵抗回路」を
作って、マイコンで「何Ω」と設定したいところ。
  あるいは何度の抵抗値っと
しかし、可変できる定抵抗回路はなかなか難しい。

・電圧が上がればそれに比例して電流を増やす。
 これは定電流回路の応用。

抵抗値をデジタル的に変更しようとすると、こんな具合に
直流の可変ゲインアンプが必要に。
Tt2_20260710105201

サーミスタの抵抗を模倣しようとすると
 500Ω~100kΩ
あたりで200倍のゲインを制御しなくちゃな
りません。
帯域はいらんけど直流アンプになるんで、オフセットやら
が難しい。
なにか良いアイデアありませんかね?

※関連
2019年5月10日:ディケード(抵抗)ボックス
  生の抵抗値が反映される。
  しかし、リレーで切り替えようとするとたいそう。
2021年8月11日:サーミスタ温度計、何ビットのA/Dコンバータがいるか?
2026年7月1日:tinyAVRマイコン 内蔵ペリフェラルもう一歩やなぁ


※定抵抗回路
直流の可変ゲインアンプが使えないときは
こんな具合にVt電圧を見ながら定電流回路に
流す電流を制御するという方法になるでしょか。
Tt31_20260711222901
・あるいはこんな回路
Th33
デジタルPOTを1/10にしたらRf抵抗の10倍の抵抗値が
Vt端子に出現。
これだと目標値に対する制御は不要。
デジタルPOTを設定するだけ。
しかし、大抵抗を模倣しようとすると、Vf電圧が低く
なってしまいたいへんかと。
Rfを目標抵抗値の範囲を見て切り替えるのもあり。

デジタルPOTってどのくらいの分解能のがあるんでしょ。


※Rfを切り替えて抵抗のレンジを広げる方法
Th34
マルチプレクサ(SW)を二つ使うと、内部抵抗による
誤差が避けられます。

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温度測定」カテゴリの記事

コメント

Vt値検出不要で電流値だけ気にすれば良いのでは?
Vref=5Vと仮定したとき
RL=204.7kΩ 時 IL=0.023288mA なので 仮 500Ωの両端は 11.6442mV
RL=0.533kΩ 時 IL=0.474699mA なので 仮 500Ωの両端は 237.3493mV
なので、OPアンプ+側は(Vtから切り離して)外部制御のDACに接続し、
可変ゲインアンプはバイパスで、神様抵抗は正しいVt値になると思います。
問題点
・11mV 検出はGNDに近くてちょい厳しそうなので、負電源欲しい
・誤差はDAC依存
・オフセット等は 0.023288mA に対しなので、大抵のOPアンプ
 (入力uA以下)なら実用的(5%以下)かと。

投稿: 通りすがり | 2026年7月10日 (金) 21時59分

欲しいのは定抵抗回路です。
Vrefや神様抵抗の値が変動しても「設定した抵抗値はそのままで」というのが望みです。

例えばVref=5V。神様抵抗が10kΩ。
サーミスタ抵抗(Rt)を10kΩに設定ということなら定電流0.25mA流せばOK。(5V÷(10k+10k))

ところがVref値を変更したとき(電源電圧の変動かもしれない)、例えば4Vにしたら、0.25mAのままだとサーミスタ抵抗は6kΩがつながっていることになります。
  4VでRt=10kΩにするなら0.2mAに

0.25mAのまま3Vまで下がると2kΩに。(3V÷(10k+2k))
  3VでRt=10kΩにするなら0.15mAに

もっと下がってVrefが2.5V未満になったら、0.25mA流したくても流れなくなってしまいます。

ということで、サーミスタを模倣する定抵抗を実現しようとすると、サーミスタ電圧Vtによって流す電流を制御する仕掛けが必要なのです。

投稿: 居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) | 2026年7月11日 (土) 16時22分

なるほど
回路の定数が不明なら簡易回路だと無理っぽいですね。
->Vref=3.3V 神様=10kΩ と Vref=5V 神様=20kΩだと
25℃近辺のVt値とILは、ほぼ同じですので・・・

自分なら、2点計測の回路を織り込みます。

1) 10kΩ(@25℃) の固定抵抗接続で Vt1値測定
2) 975.3Ω(@100℃) の固定抵抗接続で Vt2値測定
3) Vt1 と Vt2 から 神様抵抗値 と Vref値を推測
  ※Vrefに変な電圧を使う人は居ないと信じたいw
4) 接続切り替えて、やっぱりDACでカーブ制御

投稿: 通りすがり | 2026年7月13日 (月) 01時06分

デジタルPOT って使ったことないのですが、
ちょい調べたらステップ数 256とか少なすぎ・・・
あと漏れ電流とかどうなんでしょ?

投稿: 通りすがり | 2026年7月13日 (月) 01時15分

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