您有時需要測量系統中兩點之間的溫差,其精度要高于測量任何一個溫度的絕對溫度所需的精度。點。例如,在監測公寓中的加熱能量消耗時,差溫測量是必要的。熱水從一根管道進入,通過散熱器在公寓周圍循環,然后通過第二根管道排出。計費取決于入口和出口銅管之間的溫差,因此絕對溫度無關緊要。一種測量方法是在每個管道進入或離開公寓時將RTD(電阻溫度檢測器)連接到每個管道,并在兩個RTD之間獲取電壓差。為了確保測量結果真正相對,您必須將RTD串聯并用相同的電流源激勵它們,I S (圖1)。相同的激勵電流也流過參考電阻R REF ,并產生ADC的參考電壓。因此,整個電路是比例式的。因此,電流源,通過和參考電阻器在整個溫度范圍內不需要特別穩定,以使電路正常工作。該電路還可以承受與三線RTD連接的歐姆降。
AD7705的通道1讀取的輸入電壓等于I S R RTD1 + I S R L1 。通道2讀取的輸入電壓等于I S R RTD + I S R L5 。 R L1 和R L5 表示本地電子元件和遠程RTD元件之間的接線電阻。您應該連接RTD,使得R L1 = R L5 。使用軟件,從通道2讀數中減去ADC的通道1讀數。歐姆滴消失,將溫差作為唯一的剩余項。 RTD間接線電阻R L3 未出現在等式中,因此無效。 AD7705的輸入阻抗非常高,因此基本上沒有電流流過R L2 和R L4 。 RC組合用作低通濾波器,可衰減布線拾取的高頻噪聲。對于遠離AD7705和相關測量電子設備的RTD,此濾波功能尤為重要。
RTD會產生一定的錯誤來源。考慮一個常見的100W鉑RTD,其電阻系數為0.003W/W/°C。這種類型的傳感器,即歐洲PRTD,是最常見的RTD傳感器。它具有精度公差等級A和B(或DIN A和DIN B),它們規定了0°C時的初始精度和工作范圍內的互換性。 A類規定±(0.15 + 0.002 | t |),B類規定±(0.3 + 0.005 | t |),其中t是規定的互換溫度。您可以從同一制造商處購買兩個A類,100W,鉑RTD,發現一個在25°C時讀數為0.2°C,另一個在25°C時讀數為0.2°C。在您調試測量系統之前,這種差異代表了明顯的0.4°C差異。要解決此初始錯誤,您必須要求制造商提供一對匹配的RTD,或者在安裝時校準此差異。例如,一些傳感器制造商將PRTD分類為公差組,在0到100°C范圍內最大Dt為±0.05°C。或者,您可以使用AD7705的兩個通道的獨立增益和偏移寄存器輕松校準誤差。
AD7705指定14位或更高的積分非線性。但是,ADC測量兩個輸入,具有16位峰峰值分辨率。所有這些分辨率都很有用,因為ADC對于任一通道都具有相同的線性度,無論該分辨率如何。這個前提假設ADC內部PGA的增益在通道之間不會改變。通過內部多路復用器更改通道不會產生任何其他錯誤源。因此,差分溫度測量的分辨率為14位或更高。
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