高分辨率温度测量
出处:zf3899 发布于:2011-05-04 09:12:46
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,该器件便可用作一个独立的摄氏温度计。在这种配置中,放大器在片内仪表放大器的输出引脚与(一般接)参考引脚之间产生5 mV/°C的输出电压。这种方法有一个缺点,当测量较窄范围的温度时,系统分辨率不佳。考虑这一情况:采用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所示的系统具有约1°C/LSB的分辨率。如果目标温度范围较窄,例如20°C,则输出改变幅度为100 mV,ADC的可用动态范围仅有1/50得到利用。

图1. 简单温度计
图2所示的电路能够解决这一问题。同上述配置一样,放大器在仪表放大器的输出引脚与参考引脚之间产生5 mV/°C的输出电压。然而,现在参考引脚由运算放大器AD8538(配置为单位增益跟随器)驱动,因此5 mV/°C电压出现在R1两端。流经R1的电流也会流经R2,从而在该串联组合两端产生一个温度相关的电压,其大小为(R1 + R2)/R1乘以R1两端的电压。利用图中所示的值,可以得出输出电压以20 × 5 mV/°C = 100 mV/°C的幅度改变,因此20°C温度变化将产生2 V的输出电压变化。新系统的分辨率为0.05°C/LSB,比原电路提高20倍。AD8538缓冲该电阻网络,以低阻抗驱动参考引脚,从而保持良好的共模抑制性能和增益。

图2. 高分辨率温度测量
必须确保系统灵敏度与所需的温度范围匹配。例如,25°C时的输出电压为2.5 V,输出电压的变化范围为0.5 V至4.5 V,则系统可以测量5°C至45°C范围的温度。
图3所示电路能够提供更高的灵敏度和可定制的温度范围。R3和R4构成电阻分压器,用于模拟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。如果VDD噪声较高,可以利用精密基准电压源和分压器电路来提供更安静、更的偏移调整。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),测量范围约为25°C至75°C。
AD8494的初始失调误差为±1°C至±3°C,用户必须进行失调校准,以便改善。

图3. 具有偏移调整功能的更高分辨率温度测量
版权与免责声明
凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
- 什么是氢氧燃料电池,氢氧燃料电池的知识介绍2025/8/29 16:58:56
- SQL核心知识点总结2025/8/11 16:51:36
- 等电位端子箱是什么_等电位端子箱的作用2025/8/1 11:36:41
- 基于PID控制和重复控制的复合控制策略2025/7/29 16:58:24
- 什么是树莓派?一文快速了解树莓派基础知识2025/6/18 16:30:52









