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ADI:高分辨率温度丈量

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 热电偶放大器AD8494内置一个片内温度传感器

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热电偶放大器AD8494内置一个片内温度传感器,一般用于冷结补偿,将热电偶输入端接地,该器材便可用作一个独立的摄氏温度计。在这种装备中,放大器在片内外表放大器的输出引脚与(一般接)参阅引脚之间发生5 mV/°C的输出电压。这种办法有一个缺陷,当丈量较窄规模的温度时,体系分辨率欠安。考虑这一状况:选用5 V单电源供电的10位ADC具有4.88 mV/LSB的分辨率。这意味着,图1所示的体系具有约1°C/LSB的分辨率。假如方针温度规模较窄,例如20°C,则输出改动起伏为100 mV,ADC的可用动态规模仅有1/50得到使用。

Figure 1
图1. 简略温度计

图2所示的电路能够处理这一问题。同上述装备相同,放大器在外表放大器的输出引脚与参阅引脚之间发生5 mV/°C的输出电压。但是,现在参阅引脚由运算放大器AD8538(装备为单位增益跟从器)驱动,因而5 mV/°C电压出现在R1两头。流经R1的电流也会流经R2,然后在该串联组合两头发生一个温度相关的电压,其巨细为(R1 + R2)/R1乘以R1两头的电压。使用图中所示的值,能够得出输出电压以20 × 5 mV/°C = 100 mV/°C的起伏改动,因而20°C温度改变将发生2 V的输出电压改变。新体系的分辨率为0.05°C/LSB,比原电路进步20倍。AD8538缓冲该电阻网络,以低阻抗驱动参阅引脚,然后坚持杰出的共模按捺功用和增益精度。

Figure 2
图2. 高分辨率温度丈量

有必要保证体系灵敏度与所需的温度规模匹配。例如,25°C时的输出电压为2.5 V,输出电压的改变规模为0.5 V至4.5 V,则体系能够准确丈量5°C至45°C规模的温度。

图3所示电路能够供给更高的灵敏度和可定制的温度规模。R3和R4构成电阻分压器,用于模仿所需的热电偶电压来调整放大器,以便在所需的温度时将输出电压设为0。假如VDD噪声较高,能够使用精细基准电压源和分压器电路来供给更安静、更准确的偏移调整。如图所示,该电路在25°C时的输出电压约为0.05 V,灵敏度为100 mV/°C(0.05°C/LSB分辨率),丈量规模约为25°C至75°C。

AD8494的初始失调差错为±1°C至±3°C,用户有必要进行失调校准,以便改进肯定精度。

Figure 3
图3. 具有偏移调整功用的更高分辨率温度丈量
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