測(cè)量熱電偶和RTD的溫度,以獲得溫度讀數(shù)。通過查找表,將RTD溫度轉(zhuǎn)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(gè)電壓相加以得出熱電偶的絕對(duì)溫度值。
首先,V1是熱電偶兩條線之間測(cè)得的電壓。通過查找表,測(cè)量RTD電壓并轉(zhuǎn)換為溫度值;然后,該溫度值再轉(zhuǎn)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(shù)值經(jīng)轉(zhuǎn)換后作為最終的溫度測(cè)量值。
圖4. 使用簡(jiǎn)單線性逼近法時(shí)的誤差
最初,這一轉(zhuǎn)換是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的線性假設(shè):熱電偶的溫度為40V/°C。從圖4可以看出,只有針對(duì)0°C左右的小范圍溫度,如此轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的誤差才是可以接受的。計(jì)算熱電偶溫度的更好方法是對(duì)正溫度使用6階多項(xiàng)式,對(duì)負(fù)溫度使用7階多項(xiàng)式。這需要進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間和碼字大小增加。適當(dāng)?shù)恼壑允轻槍?duì)固定數(shù)量的電壓計(jì)算相應(yīng)的溫度,然后將這些溫度存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)組中,其間的值利用相鄰點(diǎn)的線性插值法計(jì)算。從圖5可以看出,使用這種方法時(shí)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(shí)的誤差
圖6表示在ADuCM360上采用ADC1測(cè)量全熱電偶工作范圍內(nèi)的52個(gè)熱電偶電壓,所產(chǎn)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(shí)的誤差(采用ADuCM360/ADuCM361測(cè)量的52個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn))
像熱電偶一樣,RTD溫度可使用查找表的方法計(jì)算與實(shí)現(xiàn)。注意,描述RTD溫度與電阻關(guān)系的多項(xiàng)式與描述熱電偶的多項(xiàng)式不同。
欲了解有關(guān)線性化和實(shí)現(xiàn)RTD最佳性能的詳細(xì)信息,請(qǐng)參考應(yīng)用筆記AN-0970:利用ADuC706x微控制器實(shí)現(xiàn)RTD接口和線性化。
常見變化
ADP1720 可以代替ADP120調(diào)節(jié)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(qǐng)注意,ADuCM360/ADuCM361可以通過標(biāo)準(zhǔn)串行線接口編程或調(diào)試。
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)UART至RS-232接口,可以用ADM3202等器件代替FT232R收發(fā)器,前者需采用3 V電源供電。對(duì)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(jié)補(bǔ)償誤差最小,可以讓一個(gè)熱敏電阻與實(shí)際的冷結(jié)接觸,而不是把它放在PCB上。
針對(duì)冷結(jié)溫度測(cè)量,可以用一個(gè)外部數(shù)字溫度傳感器來代替RTD和外部基準(zhǔn)電阻。例如,ADT7410可以通過I2C接口連接到ADuCM360/ADuCM361。
有關(guān)冷結(jié)補(bǔ)償?shù)母嘈畔ⅲ?qǐng)參閱ADI公司的《信號(hào)調(diào)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(yīng)增加隔離器件ADuM3160/ADuM4160。
評(píng)論
查看更多