作者:德州仪器Dan Mar
为了达到最高精确度的温度测量,系统设计者通常只有一种选择:铂电阻温度探测器(RTDs),例如PT100 或 PT1000。高度线性和可互换的RTD可用于各种精度等级(DIN)标准,如国际电工委员会(IEC)和德国标准化研究所定义的在0°C时误差低至±0.03°C。 但是,使用RTD实现这种精确度并不容易。
为了获得RTD的最高精度,通常需要花费数小时到数天来仔细选择和模拟RTD周围昂贵的精密元件。设计者必须在威廉希尔官方网站 板布局上花很大功夫才能避免影响测量的电阻匹配不当现象发生。
尽管设计人员做了一丝不苟的努力,但采集威廉希尔官方网站 很容易增加0.5°C 至1.0°C 的测量误差,从而使RTD本身的固有精度相形见绌。为了达到接近RTD所能提供的精度,唯一的选择是在生产中耗时耗成本地校准每个单元。
节省你的设计时间
为了解决使用RTD时的设计挑战,TI最近推出了TMP117系列数字温度传感器,其精度可与Class-AA RTD相媲美,同时大大简化了设计工作。如图1所示,TMP117在-55oC至150oC的整个工作范围内提供+/- 0.1oC的精度,从-20oC到50oC,精度为0.3oC,无需在制造过程中进行校准。
注意:RTD线表示每个IEC 60751精度等级的误差,不包括影响最终系统级精度的测量误差或校准。
从设计角度来看,使用RTD设计与IC温度传感器之间的对比不会更加明显(见图2)。
对比
图2:典型RTD与TMP117的威廉希尔官方网站 比较
通过将传感器和模数转换器(ADC) 结合在单一芯片上,像TMP117这类的数字温度传感器能够简化在RTD设计中大多数困难且耗时的工序,并能通过I2C界面提供直观的温度读数。表1显示了两种技术之间所需设计工作的详细比较。
RTD | TMP117 | |
原件选择 | ||
传感器 | X | X |
ADC | X | |
参考文献 | X | |
精密偏置电阻器 | X | |
价格 | X | X |
设计注意事项 | ||
ADC动态范围 | X | |
PGA获取 | X | |
参考电流 | X | |
装配设计 | X | |
温度漂移 | X | |
自热 | X | |
能量消耗 | X |
X (~RTD的十分之一) |
布局 | ||
跟踪阻抗匹配 | X | |
热路径 | X | X |
噪声 | X | 仅适用于l2C线 |
软件 | ||
ADC采样率 | X | X |
目前的数模转换器斩波 | X | |
线性化 | X | |
产品 | ||
校准 | X | |
取放费用 | X | X |
采购精密无源元件 | X |
表1:比较RTD和TMP117之间典型的设计考虑因素
对于需要最高精度的应用的铂RTD替代方案,请查看TMP117。它的集成提供了前所未有的简单性,同时还简化了生产过程,降低了生产成本。
审核编辑:何安
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