測量熱電偶和RTD的溫度,以獲得溫度讀數。通過查找表,將RTD溫度轉換為它的等效熱電偶電壓(可查看ISE公司的ITS-90 T型熱電偶表)。這兩個電壓相加以得出熱電偶的絕對溫度值。
首先,V1是熱電偶兩條線之間測得的電壓。通過查找表,測量RTD電壓并轉換為溫度值;然后,該溫度值再轉換為它的等效熱電偶電壓(V2)。隨后,V1和V2相加得出總熱電偶電壓值,此數值經轉換后作為最終的溫度測量值。
圖4. 使用簡單線性逼近法時的誤差
最初,這一轉換是基于一個簡單的線性假設:熱電偶的溫度為40V/°C。從圖4可以看出,只有針對0°C左右的小范圍溫度,如此轉換所產生的誤差才是可以接受的。計算熱電偶溫度的更好方法是對正溫度使用6階多項式,對負溫度使用7階多項式。這需要進行數學運算,導致計算時間和碼字大小增加。適當的折衷是針對固定數量的電壓計算相應的溫度,然后將這些溫度存儲在一個數組中,其間的值利用相鄰點的線性插值法計算。從圖5可以看出,使用這種方法時誤差顯著降低。圖5表示使用理想熱電偶電壓的算法誤差。
圖5. 使用分段線性逼近法時的誤差
圖6表示在ADuCM360上采用ADC1測量全熱電偶工作范圍內的52個熱電偶電壓,所產生的誤差。整體最大的誤差為<1°C。
圖6. 使用分段線性逼近法時的誤差(采用ADuCM360/ADuCM361測量的52個校準點)
像熱電偶一樣,RTD溫度可使用查找表的方法計算與實現。注意,描述RTD溫度與電阻關系的多項式與描述熱電偶的多項式不同。
欲了解有關線性化和實現RTD最佳性能的詳細信息,請參考應用筆記AN-0970:利用ADuC706x微控制器實現RTD接口和線性化。
常見變化
ADP1720 可以代替ADP120調節器,前者具有同樣的工作溫度范圍(?40°C至+125°C),功耗更低(典型值為35A,后者為70A)且具有更低的最大輸入電壓。請注意,ADuCM360/ADuCM361可以通過標準串行線接口編程或調試。
對于標準UART至RS-232接口,可以用ADM3202等器件代替FT232R收發器,前者需采用3 V電源供電。對于更寬的溫度范圍,可以使用其它熱電偶,例如J型熱電偶。為使冷結補償誤差最小,可以讓一個熱敏電阻與實際的冷結接觸,而不是把它放在PCB上。
針對冷結溫度測量,可以用一個外部數字溫度傳感器來代替RTD和外部基準電阻。例如,ADT7410可以通過I2C接口連接到ADuCM360/ADuCM361。
有關冷結補償的更多信息,請參閱ADI公司的《信號調理》第7章“溫度傳感器”。
如果USB連接器與本電路之間需要隔離,則應增加隔離器件ADuM3160/ADuM4160。
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