高分辨率溫度測量
發(fā)布時(shí)間:2020-03-10 來源:Moshe Gerstenhaber 和 Michael O''''''''Sullivan 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】熱電偶放大器AD8494內(nèi)置一個(gè)片內(nèi)溫度傳感器,一般用于冷結(jié)補(bǔ)償,將熱電偶輸入端接地,該器件便可用作一個(gè)獨(dú)立的攝氏溫度計(jì)。在這種配置中,放大器在片內(nèi)儀表放大器的輸出引腳與(一般接)參考引腳之間產(chǎn)生5 mV/°C的輸出電壓。這種方法有一個(gè)缺點(diǎn),當(dāng)測量較窄范圍的溫度時(shí),系統(tǒng)分辨率不佳??紤]這一情況:采用5 V單電源供電的10位ADC具有4.88 mV/LSB的分辨率。這意味著,圖1所示的系統(tǒng)具有約1°C/LSB的分辨率。如果目標(biāo)溫度范圍較窄,例如20°C,則輸出改變幅度為100 mV,ADC的可用動(dòng)態(tài)范圍僅有1/50得到利用。
圖1. 簡單溫度計(jì)
圖2所示的電路能夠解決這一問題。同上述配置一樣,放大器在儀表放大器的輸出引腳與參考引腳之間產(chǎn)生5 mV/°C的輸出電壓。然而,現(xiàn)在參考引腳由運(yùn)算放大器AD8538(配置為單位增益跟隨器)驅(qū)動(dòng),因此5 mV/°C電壓出現(xiàn)在R1兩端。流經(jīng)R1的電流也會(huì)流經(jīng)R2,從而在該串聯(lián)組合兩端產(chǎn)生一個(gè)溫度相關(guān)的電壓,其大小為(R1 + R2)/R1乘以R1兩端的電壓。利用圖中所示的值,可以得出輸出電壓以20 × 5 mV/°C = 100 mV/°C的幅度改變,因此20°C溫度變化將產(chǎn)生2 V的輸出電壓變化。新系統(tǒng)的分辨率為0.05°C/LSB,比原電路提高20倍。AD8538緩沖該電阻網(wǎng)絡(luò),以低阻抗驅(qū)動(dòng)參考引腳,從而保持良好的共模抑制性能和增益精度。
圖2. 高分辨率溫度測量
必須確保系統(tǒng)靈敏度與所需的溫度范圍匹配。例如,25°C時(shí)的輸出電壓為2.5 V,輸出電壓的變化范圍為0.5 V至4.5 V,則系統(tǒng)可以精確測量5°C至45°C范圍的溫度。
圖3所示電路能夠提供更高的靈敏度和可定制的溫度范圍。R3和R4構(gòu)成電阻分壓器,用于模擬所需的熱電偶電壓來調(diào)整放大器,以便在所需的溫度時(shí)將輸出電壓設(shè)為0。如果VDD噪聲較高,可以利用精密基準(zhǔn)電壓源和分壓器電路來提供更安靜、更精確的偏移調(diào)整。如圖所示,該電路在25°C時(shí)的輸出電壓約為0.05 V,靈敏度為100 mV/°C(0.05°C/LSB分辨率),測量范圍約為25°C至75°C。
AD8494的初始失調(diào)誤差為±1°C至±3°C,用戶必須進(jìn)行失調(diào)校準(zhǔn),以便改善絕對(duì)精度。
圖3. 具有偏移調(diào)整功能的更高分辨率溫度測量
推薦閱讀:
特別推薦
- 復(fù)雜的RF PCB焊接該如何確保恰到好處?
- 電源效率測試
- 科技的洪荒之力:可穿戴設(shè)備中的MEMS傳感器 助運(yùn)動(dòng)員爭金奪銀
- 輕松滿足檢測距離,勞易測新型電感式傳感器IS 200系列
- Aigtek推出ATA-400系列高壓功率放大器
- TDK推出使用壽命更長和熱點(diǎn)溫度更高的全新氮?dú)馓畛淙嘟涣鳛V波電容器
- 博瑞集信推出低噪聲、高增益平坦度、低功耗 | 低噪聲放大器系列
技術(shù)文章更多>>
- 基于GD32F407VET6主控芯片的永磁同步電機(jī)控制器設(shè)計(jì)
- 如何選擇和應(yīng)用機(jī)電繼電器實(shí)現(xiàn)多功能且可靠的信號(hào)切換
- 基于APM32F411的移動(dòng)電源控制板應(yīng)用方案
- 數(shù)字儀表與模擬儀表:它們有何區(qū)別?
- 聚焦制造業(yè)企業(yè)貨量旺季“急難愁盼”,跨越速運(yùn)打出紓困“連招”
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
交流電機(jī)
腳踏開關(guān)
接觸器接線
接近開關(guān)
接口IC
介質(zhì)電容
介質(zhì)諧振器
金屬膜電阻
晶體濾波器
晶體諧振器
晶體振蕩器
晶閘管
精密電阻
精密工具
景佑能源
聚合物電容
君耀電子
開發(fā)工具
開關(guān)
開關(guān)電源
開關(guān)電源電路
開關(guān)二極管
開關(guān)三極管
科通
可變電容
可調(diào)電感
可控硅
空心線圈
控制變壓器
控制模塊