使用RTD或熱敏電阻進行溫度測量實際上是電阻的測量。RTD和熱敏電阻的電阻隨溫度變化。一旦測量了探頭的電阻,并假設電阻與溫度的函數是已知的,就可以計算探頭的溫度。該功能由溫度探頭制造商提供,也可以通過表征獲得。所以,這是困難的部分,剩下的就是測量探頭的電阻......準確。
LTC2983 執行比率式檢測的電阻測量。原則上,已知電阻R意義用作“量尺”,其中未知電阻RT,被測量探頭。因此,“量尺”的精度直接影響R。T測量,以及溫度測量的準確性。顯而易見的方法是使用最好的,“黃金標準”,閃亮的“衡量標準”。如果存在這樣的一個,它很可能非常昂貴......已經存在的精密電阻器價格昂貴,即使它們并不完美。
因此,需要考慮一個權衡:不完美的R導致多少誤差意義我的系統可以容忍嗎?通常,可以容忍的錯誤越多,“光澤”越小,R意義可以使用。
但是,R 如何意義準確性或缺乏準確性會導致整體系統誤差?以下處理旨在幫助解決此問題。
LTC2983 計算電阻 RTRTD探頭的比率測量:電流IS被推入一堆電阻器 R意義和 RT、電壓 V1和 V2同時在電阻兩端檢測,如圖1所示。
圖1.RTD 測量期間的 LTC2983 等效電路。
表示電流 IS就電壓V而言1和 V2和電阻 R意義和 RT,操作表達式會得到:
(1) 中的計算由 LTC2983 自動執行。然后使用內部存儲的查找表 (LUT) 來轉換 RT到溫度讀數,T。
為了評估電阻容差對溫度測量的影響,表示V1和 V2就 I 和 R 而言。此外,假設 RTD 探針的行為是理想的,并且 R意義電阻器與其標稱值的偏差分數ε:
其中:
R0是 RTD 探頭在 0°C 時的電阻 α 是 RTD 探頭的溫度系數 T 是 RTD 探頭
的溫度,單位為 °C
R意義是 R 的標稱值意義連接到LTC2983
R的電阻器SENSE_REG是 R 的編程值意義電阻器進入LTC2983配置寄存器
ε即R意義電阻誤差。
通常,設計器設置 R意義和 RSENSE_REG要平等。然后通過使用泰勒級數展開:
(4) 中的表達式給出 RT作為溫度和檢測電阻誤差ε的函數。但典型的系統規格以溫度表示精度。因此,要轉換RT至由 LTC2983 測量的溫度,TM,使用 RTD 特性的線性近似:
表達式 (6) 支持一種系統方法來權衡系統規格 TE,而不是組件規格,ε。
例
考慮一個系統,其所需溫度誤差界限為0.25°C。 該系統使用PT-1000 RTD探頭作為溫度傳感器,溫度測量范圍為0°C至150°C。 RTD 通過長引線連接至 LTC2983。R型意義與 LTC2983 位于同一外殼中,并且該外殼內的溫度永遠不會超過 50°C。
簡而言之,系統溫度讀出誤差受以下因素限制:

PT-1000探頭的標稱電阻為1kΩ,其溫度系數α=0.00385Ω/Ω°C。 RTD的最高溫度為T = 150°C。 將這些值代入(8)得到最大允許檢測電阻誤差:
容差和 TCR 規格由電阻器制造商提供。ΔT是電阻器工作溫度與標稱值的偏差。考慮具有以下規格的 VISHAY 箔 S 系列電阻器:
R名義= 1000Ω
容差 = ±0.005%
TCR = ±2ppm/°C
數據手冊規定了25°C時的電阻標稱值。 因此,檢測電阻在外殼中時與標稱溫度的偏差最多為25°C。則分數檢測電阻誤差最多為:
(12)中的結果只是重述(11)中的結果,但就絕對溫度誤差而言。因為選擇了 R意義在 0.25°C 的目標溫度誤差范圍內產生良好的結果,公差和/或 TCR 規格可以放寬,這表明 R 的組件成本更低
審核編輯:郭婷
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