Arduino的精度更高（浮動）

Question

我正在嘗試在Arduino上進行Steinhart-Hart溫度計算。 等式是

我解決了一個由3個方程組成的系統，以獲得A，B和C的值，它們分別是：

A = 0.0164872
B = -0.00158538
C = 3.3813e-6

當我將它們插入WolframAlpha求解T我會在Kelvins中得到一個有意義的值：

T=1/(0.0164872-0.00158538*log2(10000)+3.3813E-6*(log2(10000))^3) solve for T

T = 298.145 Kelvins = 77 Fahrenheit

但是，當我嘗試在Arduino上使用此方程式時，我得到一個非常錯誤的答案，我懷疑是因為雙精度不夠。 這是我正在使用的：

double temp = (1 / (A + B*log(R_therm) + C*pow(log(R_therm),3)));

而是返回222 Kelvin，相距很遠。

那么，如何在Arduino中進行這樣的計算？ 任何建議，不勝感激，謝謝。

Answer 1

精度不是主要問題。 甚至可以使用float和powf() 。 熱敏電阻溫度計算不那么精確。 畢竟溫度肯定不比精確的±0.1°C好 。 熱敏電阻的自發熱是一個較大的因素。

OP的C代碼假定對數底2，使用日志以e為底log()為常數，使用對數底2衍生@馬丁ř

// double temp = (1 / (A + B*log(R_therm) + C*pow(log(R_therm),3)));
double temp = (1 / (A + B*log(R_therm)/log(2) + C*pow(log(R_therm)/log(2),3)));`

示例實現，避免了不必要的緩慢pow()調用。

static const inv_ln2 = 1.4426950408889634073599246810019;
double ln2_R = log(R_therm)*inv_ln2;
double temp = 1.0 / (A + ln2_R*(B + C*ln2_R*ln2_R));

Answer 2

是的，浮點算術在大多數arduino上的精度有限。

您是否考慮過使用固定精度？ 如果正確使用，這可能會給您帶來更好的結果。 對此的要求是具有相當窄的參數，並要小心單位轉換。

arduino上的unsigned long也是4個字節，因此它最多可以包含2^32-1數字。 如果使用定點，則可能要用類似於100000/T替換此1/T 100000/T ，其中分子常數和T已根據所需精度進行了縮放。

您還需要保留每個變量包含的小數位數的（心理或紙質）模型，以優化操作順序，而不會失去精度。

對於log2函數，我懷疑它是否可以直接使用整數。 您可以強制轉換結果或重新實現它 。 即使在SO上，也有很多資源可以解決此問題。