LTC2402是一款2通道24位無LatencyDelta-Sigma ADC，非常適合使用多種不同傳感器進(jìn)行差分溫度傳感。通道之間非常好的匹配允許兩個(gè)絕對(duì)溫度測(cè)量值進(jìn)行比較，以確定兩點(diǎn)之間的差異組織。在下面的電路中，LTC2402，平均可以解決幾毫米的溫差，盡管在單鏡頭對(duì)的情況下，峰值誤差為0.05°C是可能的。獨(dú)立可調(diào)的滿量程(FS(SET))和零量程(ZS(SET))便于使用鉑rtd進(jìn)行3線或4線測(cè)量，兩個(gè)通道的自動(dòng)測(cè)序使得跨隔離屏障的測(cè)量更容易。這些adc的無延遲特性也解決了與脈沖激勵(lì)相關(guān)的難題。脈沖激勵(lì)的使用最大限度地減少或消除了寄生熱電偶效應(yīng)，可以損害RTD測(cè)量。此外，脈沖激勵(lì)可以減少待機(jī)或電池供電應(yīng)用的平均功耗。

　　鉑高壓

　　鉑rtd是市場(chǎng)上最穩(wěn)定，最準(zhǔn)確的溫度傳感器。然而，它們的低輸出水平和自熱效應(yīng)需要注意物理放置和電氣設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。rtd雖然比熱電偶和熱敏電阻更線性，但在某種程度上是非線性的;因此應(yīng)該使用線性化。在過去，這通常是在一階近似中完成的，通過將放大輸出電壓的一部分反饋給激勵(lì)，從而提供倍增因子。使用處理器驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)，硬件線性化是不必要的。

　　自動(dòng)加熱的影響

　　由激勵(lì)電流產(chǎn)生的自熱效應(yīng)取決于theRTD元件對(duì)其環(huán)境的熱阻。如果這個(gè)熱阻是一個(gè)常數(shù)(如果傳感器連接到固體質(zhì)量)，則可以根據(jù)RTD在溫度下的電阻計(jì)算自熱效應(yīng)，然后從re中減去。這假定環(huán)境介質(zhì)在感興趣的溫度范圍內(nèi)沒有相位變化。對(duì)于絕對(duì)溫度測(cè)量，自熱效應(yīng)可能是有問題的;然而，如果溫差是問題，使用更高的激勵(lì)電流可能是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。如果兩個(gè)傳感器對(duì)其局部環(huán)境的熱阻匹配得相當(dāng)好，則自熱效應(yīng)只會(huì)對(duì)絕對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響。絕對(duì)溫度測(cè)量只需要用于確定電阻變化的斜率，因此不是非常關(guān)鍵，可能消除了精確線性化的需要。

　　在1mA的高激勵(lì)電流下，100歐姆 RTD(歐洲曲線)在25℃附近產(chǎn)生385μV/°C的輸出信號(hào)(850℃時(shí)為290μV/°C)。平均三十re將解決溫度差到幾毫米，盡管單通道re將顯示大約0.05°C的峰對(duì)峰噪聲。

　　rtd的橋接

　　圖1顯示了使用theLTC2402的兩個(gè)通道以基本相同的方式感測(cè)兩個(gè)rtd。如果兩個(gè)傳感器在物理上靠近在一起，則通過與ZS(SET)的連接對(duì)共同返回進(jìn)行遙感，消除了穿越返回接線的電壓降的影響。連接到傳感器上端的接線只會(huì)產(chǎn)生很小的增益誤差。例如，20英尺的26規(guī)格銅線只會(huì)產(chǎn)生0.068%的增益誤差(相反，如果不使用共同返回的遙感，則與單個(gè)返回相關(guān)的誤差將約為20°C)。

　　圖1所示 2通道ADC從橋式配置的rtd測(cè)量溫差，ZS(SET)輸入消除連接線下降。

　　兩個(gè)參考電阻器的容差可能會(huì)產(chǎn)生更大的誤差，從而產(chǎn)生再次誤差。1%的電阻會(huì)產(chǎn)生高達(dá)2%的增益誤差，導(dǎo)致誤差為5°C。但是，如果產(chǎn)生零溫度差的條件可以產(chǎn)生或識(shí)別，則可以在軟件中記錄和消除增益誤差。建議電阻R1和R2是匹配的分壓器對(duì)或溫度系數(shù)非常低的器件，如Vishay S102或Z201系列。溫度跟蹤集成對(duì)可以緊密到0.1ppm/°C。

　　rtd串聯(lián)連接

　　圖2顯示了一種可以減少兩個(gè)通道之間增益變化的方法。由于只有一個(gè)激勵(lì)電流，所以不需要精確匹配的電阻。參考電阻器(R4)的公差僅顯著影響絕對(duì)測(cè)量，如果所需的量是差溫，則絕對(duì)溫度只需要知道標(biāo)稱精度。在這種情況下，一個(gè)5%的電阻就可以得到足夠的結(jié)果。除噪聲外，唯一的誤差機(jī)制是ADC在標(biāo)稱0mV至400mV范圍和400mV至800mV范圍內(nèi)的非線性。由于線性在整個(gè)范圍內(nèi)不會(huì)表現(xiàn)出任何突然的不連續(xù)性，因此在這個(gè)更有限的范圍內(nèi)，這不會(huì)超過滿量程的百萬分之一。

　　圖2 堆疊半橋消除了一半的激勵(lì)電流和圖1的匹配要求。

　　脈沖激

　　圖3是如何使用脈沖激勵(lì)電流的一個(gè)例子。當(dāng)開關(guān)(SW1)關(guān)斷時(shí)，全參考電壓仍然施加到參考終端，但是沒有明顯的激勵(lì)施加到rtd。輸入端測(cè)量的電壓現(xiàn)在由RTD和ADC之間所有連接中存在的偏置和寄生熱電偶電壓決定。這些測(cè)量值應(yīng)從用激勵(lì)電流流過時(shí)測(cè)量的電壓中減去。在有激勵(lì)和沒有激勵(lì)的情況下交替測(cè)量將抑制1/f的噪聲，如果引入放大來放大差電壓。虛線內(nèi)顯示的放大器是儀表放大器，如LT1167。如果使用放大器，則必須使用SW3, R6和R7來允許信號(hào)保持在放大器的輸入范圍內(nèi)。

　　圖3 開關(guān)勵(lì)磁減少待機(jī)電流和取消偏移，熱電偶和低頻噪聲。

　　使用銅或鎢rtd，結(jié)合LTC2402和上述技術(shù)，將允許在許多工業(yè)，消費(fèi)或汽車應(yīng)用中測(cè)量非常細(xì)微的溫度梯度。