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    1. 如何用一个高分辨率ADC和两个电阻来按比例测量RTD的电阻详细概述

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      标签:基准电压(28)仪表放大器(149)RTD(29)adc(1353)

        精密电阻式温度检测器(ResisTIve Temperature Detector, RTD)测量是高性能热管理应用的关键。该应用笔记介绍如何用一个高分辨率  模数转换器(Analog-to-digital converter, ADC)和两个电阻来按比例测量 RTD 的电阻。在 RTD 的温度范围为 -200°C 至 +800°C 时使用单点校准,可以达到 ±0.1°C 的精度和 ±0.01°C 的测量分辨率。

        高精度 ADC 非常适用于诸如工业仪表或者医疗仪器之类的高性能热管理应用。对于传统应用, RTD 由一个恒流源提供偏压, RTD 两端的压降通过一个仪表放大器进行信号的调理,这就需要多个电阻电容以及几个运算放大器和 / 或独立的仪表放大器。这种模拟测量技术需要低噪声且稳定的系统,来校准和精确地测量温度?;剐枰僮鞴ぴ谏苯杏呕?。采用  ADC 方案时,RTD 直接连接 ADC(Microchip 的 MCP3551 系列 22 位  ADC),而一个小公差电阻用于从 ADC 的参考电压给 RTD 提供偏压(图 1),按比例精确测量温度。一个低压差线性稳压器 (Low Dropout Regulator, LDO)用于提供基准电压。

        本解决方案采用一个共用的基准电压给 RTD 和 ADC 提供偏压,使 ADC 的分辨率和 RTD 温度分辨率之间形成固定的比例关系。只需一个偏压电阻 RA 即可设定测量分辨率的比例 (公式 1)。

      如何用一个高分辨率ADC和两个电阻来按比例测量RTD的电阻详细概述

        例如, 2V 的 ADC 基准电压 (VREF)对应 1 µV/LSb (最低位)的分辨率。设置 RA = RB = 6.8 k? 对应 111.6 µV/°C 的温度系数 (PT100 RTD 的温度系数为 0.385/°C)。这样在整个 20 至 320 或者 -200°C 至 +800°C 的整个范围内都达到 0.008°C/LSb 的温度测量分辨率。使用 0.1% 100? 电阻进行单点校准可提供 ±0.1°C 的精度 (如图 1 所示)。

        这种办法提供了一个需要最少校准的易于实现方案。然而,整个系统的精度取决于多个因素,比如 RTD 类型,偏置电路的公差及稳定性,由于功耗及自发热引起的误差,以及 RTD 的非线性。

      如何用一个高分辨率ADC和两个电阻来按比例测量RTD的电阻详细概述

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