vip667722黄金城-温度测量系统中高精度ADC设计

本文摘要:有多种传感器可说明温度测量,包括热电偶、platinumresistancetemperaturedetectors(prtd)、热敏电阻、热敏二极管等。

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有多种传感器可说明温度测量,包括热电偶、platinumresistancetemperaturedetectors(prtd)、热敏电阻、热敏二极管等。系统的精度由温度传感器的精度和传感器数据数字化的高性能ADC要求决定。工业和医疗应用领域的许多温度测量通常要求0.1以上的测量准确度、合理的成本和功耗较低。

这些领域的温度测量范围一般为-200至1750,铂电阻温度传感器具有较高的精度和可交换性,因此用于高精度温度测量。铂电阻传感器是使用金属铂(Pt)的电阻值,利用随温度变化的物理特性制作的温度传感器,因此通常用于PRTD。

测量精度的影响PRTD的电阻表示温度范围内相似的线性适当温度测量。PRTD温度检测模块可以使用2线、3线和4线获得ADC差分信号。每种接口方法都有优点和缺点。4线布线方式在降低可靠性的同时降低系统成本,3线电缆阅读准确,成本低廉,目前已被广泛使用,2线布线特别经济。

通常需要使用微处理器或DSP来补偿引线的IR误差。PRTD测量时的误差主要是33601,导体电阻引起的误差。

PRTD作为阻力,不会引起控制末端之间导体的阻力和误差。2.因磁热而产生的误差:PRTD本身是一种金属电阻,是电流通过PRTD时产生的功耗,传感器本身的温度提高,PRTD电阻值反向。

3、PRTD的线性误差:PRTD与线性特性相似,0阻力值为100欧元的PRTD中,温度到266不到200欧元,但线性误差不会随着温度而变化。高精度设计温度测量系统一般为短距离,每秒采样100次以上,窄带ADC可以满足市场需求,但拒绝ADC高精度的方法如下:1)利用三线制恒流源驱动Pt1000铂电阻,有效地解决了导线电阻和自身热效应对测量精度的影响。2)利用单片机计算双极驱动电流下的两种测量电压,可以有效地防止接线障碍电压和放大器、A/D转换器的故障及漂移引起的系统故障。

3)恒流源与A/D转换器共享参考基准,可以有效地防止参考基准不稳定导致的错误。4)在MCU中使用MLS数值算法抵消噪音,进一步解决噪音和随机误差对测量精度和稳定性的影响,大大提高了温度测量精度和稳定性。

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5)ADC具有差异模拟输出,不允许差异参考电压,因此可以配置比率放置。如图1所示,恒流源导入ADC基准电压源,设备恒流源生成的电压导入ADC的差分参考输出端,ADC的模拟输出电压与参考电压成正比。PRTD电流源温度移动引起的模拟输出电压的所有误差都可以用基准电压的偏差来补偿。

图1三线制高精度温度测量系统,温度测量系统拒绝对ADC和系统其他电子元件市场需求比较低,温度传感器产生的小模拟信号应缩放到低噪音增益放大器,拒绝放大电路的噪音,传感器的暗信号不会被淹没。模拟到数字转换部分需要高精度的ADC来数字化传感器输入模拟信号。

精度高的-类ADC更合适。除了ADC和缩放电源外,为了提高系统精度,激励电流源和基准电压源必须具有低漂移、低噪音的特性。

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