远距离三线RTD—实现系统精确测量

作者：珊译时间：2003-06-13 来源：电子设计应用

加入技术交流群
- 扫码加入
  和技术大咖面对面交流
  海量资料库查询

在用多路三线电阻式温度检测器(RTD)进行系统检测时，为保证测量精度，需消除误差电压。此误差电压是由流过多路复用器接触电阻的RTD感应电流产生的，通过合理设计即可消除。因为RTD远离监测系统，设计时必需考虑导线上的电阻电压降引起的误差。图1给出了不产生附加误差的任意多个三线RTD监测电路。
图1所示为8个RTD的监测电路图，其中每个RTD有四个单刀单掷CMOS开关与其相连：SW1a~SW1d与RTD＃1相连，依此类推， SW8a~SW8d与RTD＃8相连。与每个RTD相连的四个开关不会出现同时打开或关闭状态。图1中ADG711包括四个开关，因此每个被测RTD都包含ADG711。由于每个RTD均有一个控制其开关组的单独控制线，因而任一时刻只测量一个RTD。为简化电路图，图1中未给出这些控制线，然而每个ADG711中的四个开关都有同一个的受控于监测系统微处理器的控制输入端。此外，由于RTD距离较远，RTD之间与监测系统的导线电阻分别用集总参数表示，如RTD＃1中用RL1a、RL1b、RL1c表示等。
24位低功率ADC -AD7783包括两个匹配电流源(额定值为200mA)，可以消除开关及导线的感应误差，25℃时两电流源的匹配误差绝对值为1％，将引起1％的读数误差，但AD7783允许电流源转换以消除误差。测量中，交替感应电流并连续两次对RTD读数，可将误差减小至零。输入信号IPIN(图1中未标出)控制两个电流源的转换。
实现精确测量需两次转换，控制线控制开关SW1关闭，以测量RTD＃1为例进行讨论。第一种情况下， IEXC1从IOUT1引脚流出经SWa1激励RTD＃1。为补偿线间损耗(IEXC1×RL1a)，匹配电流源IEXC2从IOUT2 经RL1b流出。只要RL1a等于RL1b ，线间损耗即可在测量系统中消除。
一般5V电源的接触电阻典型值为2.5W，为避免开关处的电阻损耗，测量系统利用SW1b和SW1c监测RTD开关上的压降，AD7783的高输入阻抗缓冲器使监测开关虚断。
对于第二次转换，IEXC1从IOUT2引脚流出，IEXC2 从IOUT1流出，将第二次的测量结果叠加到第一次测量结果之上，将产生一个反应RTD电阻与标准参考电阻(RREF)比值的无量纲分数。当AD7783输入单位电压，选取6.25W标准参考电阻，800W阻值的RTD＃1将产生比值0.128，RTD＃2将产生比值0.1512。