ADコンバータと定電流源の内部抵抗 - サーミスタ温度計の精度・誤差

サーミスタで温度を測るときはサーミスタに電流を流して電圧降下を測ることになります。


電圧はADコンバータを使って測っているのでその内部抵抗が測定のときの誤差要因になります。
同様に定電流源を使うとするとその等価並列抵抗もまた誤差要因になります。

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ADコンバータの場合の内部抵抗はMCP3425で（GAIN=1の場合）2.25MΩ、MCP3553で2.4MΩとあまり高くありません。サーミスタの抵抗値は25℃で10kΩですから0.5%くらいの誤差がでるはずです。
サーミスタの抵抗値は1℃で-4%くらい変化しますから25℃でも0.1℃強の誤差がでることになります。となると0℃あるいはそれ以下の測定では誤差がかなり大きくなりそうです。

これは定電流源の等価並列抵抗でもまったく同じです。定電流源の等価並列抵抗とADコンバータの内部抵抗は並列になっているので計算するときはまずこの二つの抵抗の並列抵抗Rを計算しておいてそれを使えばいいことになります。

R=2.25MΩ（MCP3425を使って定電流源の等価並列抵抗は無限大の場合）、R=1MΩ（定電流源の等価並列抵抗があまり大きくなくADコンバータとの並列抵抗が1MΩになったと仮定した場合）でどのくらいの誤差になるか計算してみました。


こうやって見ると校正なしで使う場合でも室温以下の温度ではADコンバータや定電流源の内部抵抗の影響を無視することはできなさそうです。

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私の場合定電流源としてバイラテラル回路を使っています。これは差動増幅器部分のバランスをきちんととると等価並列抵抗を高くすることができます（「定電流（バイラテラル）回路の内部抵抗を測ってみた」参照、定電流源の等価並列抵抗が負性抵抗であっても計算の仕方は同じです）

そこで抵抗値で選別した抵抗を使いできるだけ等価並列抵抗が高くなるようにしているのですが、そうすると差動増幅器用の抵抗の温度係数に不揃いがあると環境の温度によって等価並列抵抗が大きく変化するかもしれません。

ひょっとしたらサーミスタと並列に（温度係数の小さい）精密抵抗を入れ、その分補正して抵抗値を求めるというやり方にしたほうが安定した結果が得られるのではないかとちょっと気になってきました。

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