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AD7793在高精度温控设备中的应用

作者:时间:2013-07-22来源:网络收藏

摘要:文章介绍了∑-△型转换器的特点、工作原理和应用,其中包括的接口电路设计、PCB设计以及通过接口对进行初始化配置等,同时给出了温控设备的实测结果。
关键词:

0 引言
温度控制技术已成为工业、农业、科学研究、航空航天和人们生活等各活动中很重要的一个环节,特别是在科学研究、航空航天、生物医药、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高,有时是极其苛刻的。仪基于PT1000、、AD7793和OPA548作为核心芯片,具有精度高、结构简单、体积小、稳定性好,成本低廉的特点。本文介绍了AD7793芯片的特点、工作原理和在我们研制的设备中的应用。

1 AD7793芯片的特点
AD7793的内部框图如图1所示,具有以下特点。1)转换精度高,24位数据输出;2)芯片集成度高,它内置24位∑-△调制器、缓冲器、基准电压源、恒流源、仪表放大器和片内数字滤波器;3)3个差分模拟输入通道,可以被配置为缓冲模式或无缓冲模式;4)接口电路要求低,可以直接接收来自应变器或传感器的模拟量输入。5)分辨率高、噪声很低,因此对于前端的抗混叠滤波器的要求也大大降低,一个简单的RC低通滤波器就足够了;6)该芯片具有自校准、系统校准功能,可以消除零点误差、满量程误差及温度漂移的影响。7)三线式接口,通过MCU灵活控制和配置AD7793片内寄存器,实现对AD7793芯片的控制。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/153442.htm

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2 AD7793芯片的工作原理
AD7793采用∑-△调制技术,与双积分式的ADC比较,有很高的分辨率和精度。在工作时,AD7793以一定的速率对模拟输入信号连续采样,采样速率受系统时钟的控制。采样信号经BUF、PGA放大,使其输出电平满足电荷平衡ADC的要求,然后转换成数字脉冲序列,该序列经数字滤波器处理后,以确定的速率更新数据寄存器中的数据。数字滤波器的主要作用是抑制串模干扰,不同的更新速率下,AD7793所选择的数字滤波器也略有不同。数据寄存器中的数据可以从SPI接口随机读出。

3 AD7793芯片的应用
AD7793的接口电路如图2所示。根据系统的测量精度和控制精度要求,选择了RTD传感器PT1000作为测温传感器。PT1000具有良好的长期稳定性、线性度好、响应时间快,测试电流在允许值范围内,自热系数小,满足系统的技术要求。PT1000传感器对温度的变化输出一般是微伏级的微弱信号,但AD7793具有完整的模拟前端功能,内部集成了低噪声仪表放大器,且可以设置增益,因而可以直接输入测量传感器输出的微弱信号,输入信号通过低通滤波后进入AD7793的A/D输入端。

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RTD传感器PT1000电阻接线主要有三种方式:二线制、三线制和四线制。它们的主要区别在于,由于引线电阻的存在,则不同的测温方式得到的测量精度不同,应视使用场合的要求高低而定。二线制精度较低,无法消除线路电阻的影响,环境温度的变化对其影响很大,近距离可以使用;三线制是工业应用中的主流,多一根线主要消除导线电阻的影响,采用惠斯顿平衡电桥,适合远距离传输。四线制应用较少,但精度高,能补偿由导线引起的误差,在高精度测量中广泛应用。在本设备中采用四线制测温的方式,可以完全消除引线电阻所引起的误差,满足高精度测量的要求。

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