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实现具有RTD级精度且无需校准快速温度传感器设计

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2021-1-7 06:27:14　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × dsdfshf 该类别下有 7 个回答。邀请回答 fuwu1245 该类别下有 7 个回答。邀请回答 aaabbb567 该类别下有 7 个回答。邀请回答 vywywerwa 该类别下有 6 个回答。邀请回答 wjwierw 该类别下有 6 个回答。邀请回答 h1654155275.6823 该类别下有 6 个回答。邀请回答 vyewrewr 该类别下有 6 个回答。邀请回答 ujsdfweer 该类别下有 6 个回答。邀请回答淡口味妻儿等我看该类别下有 6 个回答。邀请回答 sdsgsf 该类别下有 5 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 5 个回答。邀请回答 clknsw 该类别下有 5 个回答。邀请回答 jdstftwef 该类别下有 5 个回答。邀请回答 khvhsfw 该类别下有 5 个回答。邀请回答 vuywsdfwf 该类别下有 5 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 5 个回答。邀请回答 jasonzhang_001 该类别下有 5 个回答。邀请回答 sur9 该类别下有 5 个回答。邀请回答 manliaijun 该类别下有 5 个回答。邀请回答广州洋钒该类别下有 5 个回答。邀请回答举报李焰相关推荐 • 具有RTD级精度且无需校准快速温度传感器设计 1039 • 具有RTD级精度且无需校准快速温度传感器设计方案 1119 • 高精确度无需校准的温度测量怎么实现？ 1794 • 四种类型温度传感器的优点与缺点 9714 • 应用于工业器具的远程温度传感器 1385 • RTD温度测量系统对ADC有什么要求 1472 • 采用USB实现高精度温度传感器电路设计 1967 • 库仑电量传感器和电化学传感器有什么区别？ 2476 • 带过压保护的完整RTD模块怎么设计？ 1572 • 温度传感器怎么选择？ 4025 1个回答

为了达到最高精确度的温度测量，系统设计者通常只有一种选择：铂电阻温度探测器(RTD),例如PT100 或 PT1000。高度线性和可互换的RTD可用于各种精度等级（DIN）标准,如国际电工委员会（IEC）和德国标准化研究所定义的在0°C时误差低至±0.03°C。但是，使用RTD实现这种精确度并不容易。

为了获得RTD的最高精度，通常需要花费数小时到数天来仔细选择和模拟RTD周围昂贵的精密元件。设计者必须在电路板布局上花很大功夫才能避免影响测量的电阻匹配不当现象发生。

尽管设计人员做了一丝不苟的努力，但采集电路很容易增加0.5°C 至1.0°C 的测量误差，从而使RTD本身的固有精度相形见绌。为了达到接近RTD所能提供的精度，唯一的选择是在生产中耗时耗成本地校准每个单元。

为了解决使用RTD时的设计挑战，TI最近推出了TMP117系列数字温度传感器，其精度可与Class-AA RTD相媲美，同时大大简化了设计工作。如图1所示，TMP117在-55oC至150oC的整个工作范围内提供+/- 0.1oC的精度，从-20oC到50oC，精度为0.3oC，无需在制造过程中进行校准。



图1：IEC 60751 RTD与TMP117的精度等级相比

注意：RTD线表示每个IEC 60751精度等级的误差，不包括影响最终系统级精度的测量误差或校准。

从设计角度来看，使用RTD设计与IC温度传感器之间的对比不会更加明显（见图2）。




对比

2.png


图2：典型RTD与TMP117的电路比较

通过将传感器和模数转换器(ADC) 结合在单一芯片上，像TMP117这类的数字温度传感器能够简化在RTD设计中大多数困难且耗时的工序，并能通过I2C界面提供直观的温度读数。表1显示了两种技术之间所需设计工作的详细比较。

表1：比较RTD和TMP117之间典型的设计考虑因素

	RTD	TMP117
原件选择
传感器	X	X
ADC	X
参考文献	X
精密偏置电阻器	X
价格	X	X
设计注意事项
ADC动态范围	X
PGA获取	X
参考电流	X
装配设计	X
温度漂移	X
自热	X
能量消耗	X	X
（~RTD的十分之一）
布局
跟踪阻抗匹配	X
热路径	X	X
噪声	X	仅适用于l2C线
软件
ADC采样率	X	X
目前的数模转换器斩波	X
线性化	X
产品
校准	X
取放费用	X	X
采购精密无源元件	X