Программа Сервисный Центр
0

Измерение температуры с высоким разрешением


Moshe Gerstenhaber, Michael O'Sullivan В составе микросхемы усилителя сигнала термопары AD8494 есть датчик температуры, используемый обычно для компенсации напряжения холодного спая. Заземлив входы термопары, микросхему можно превратить в автономный термометр, измеряющий температуру в °C. В такой конфигурации, напряжение усилителя между выходом и опорным выводом (обычно заземленным) изменяется с крутизной 5 мВ/°C. Одним из недостатков такого подхода является низкое разрешение при измерениях в узком диапазоне температур. Возьмем такой пример: 10-разрядный АЦП, работающий от одного источника питания 5 В, имеет разрешение (вес младшего разряда) 4.88 мВ. Это означает, что разрешение системы, изображенной на Рисунке 1, будет порядка 1 °C/разряд. Если измеряемый диапазон температур узок и равен, к примеру, 20 °C, выходное напряжение будет изменяться на 100 мВ, что составит всего лишь 1/50 доступного динамического диапазона АЦП.
Измерение температуры с высоким разрешением
 
Рисунок 1. Простой термометр.
Проблему можно решить с помощью схемы, показанной на Рисунке 2. Как и в предыдущей схеме, крутизна напряжения между выходом и опорным выводом усилителя равна 5 мВ/°C. Но теперь опорный вывод управляется операционным усилителем, включенным повторителем напряжения, и напряжение 5 мВ/°C прикладывается к резистору R1. Ток R1 протекает и через R2, генерируя зависящее от температуры напряжение, в (R1 + R2)/R1 раз большее, чем на R1. При использовании резисторов с номиналами, показанными на схеме, выходное напряжение будет изменяться с крутизной 20 × 5 мВ/°C = 100 мВ/°C, так что изменению температуры на 20°C будет соответствовать изменение напряжения на 2 В. По сравнению с первой схемой, разрешение улучшилось в 20 раз. Используемый в качестве буфера с низкоимпедансным выходом между цепочкой резисторов и опорным выводом, усилитель AD8538 необходим для подавления синфазных помех и снижения погрешности коэффициента усиления.
 
Измерение температуры с высоким разрешением
Рисунок 2. Измерение температуры с высоким разрешением.
Следует внимательно следить за тем, чтобы чувствительность схемы была согласована с диапазоном измеряемых температур. Например, если при температуре 25 °C выходное напряжение равно 2.5 В, система сможет точно выполнять измерения в диапазоне от 5 до 45 °C, так как выходное напряжение при этом будет изменяться от 0.5 до 4.5 В. Схема на Рисунке 3 обладает большей чувствительностью и позволяет регулировать температурные диапазоны. Делитель R3, R4 имитирует напряжение термопары, необходимое для смещения усилителя, сдвигая выход в ноль при требуемой температуре. При наличии шумов на шине VDD для плавной и более точной корректировки смещения можно использовать прецизионный источник опорного напряжения с резистивным делителем. При температуре 25 °C выходное напряжение схемы равно приблизительно 0.05 В, чувствительность 100 мВ/°C (разрешение 0.05 °C/разряд), а диапазон измеряемых температур от 25 до 75 °C. Начальная ошибка смещения микросхем AD8494 имеет значения от ±1 °C до ±3 °C, поэтому, для улучшения абсолютной точности, разработчик должен включить в схему узел калибровки смещения.
 
Измерение температуры с высоким разрешением
Рисунок 3. Измерение температуры с еще более высоким разрешением и регулировкой смещения.
На английском языке: High-Resolution Temperature MeasurementПеревод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

По материалам сайта www.rlocman.ru

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"