為了產生測量電壓，RTD需要激勵電流。根據RTD類型
，電壓電平從幾十到幾百mV不等。測量係統的精度不僅取決於溫度傳感器，還取決於選擇合適的測量儀器、係統配置以及測量電路類型。根據導線數量
，RTD傳感器可用於2線、3線或4線測量電路。這些不同測量電路的對比如圖1所示。

 

在2線測量電路中


，為RTD提供激勵電流(I)的兩根導線也用於測量傳感器電壓。由於傳感器電阻很低，即使是較低的導線電阻，RL也會產生相對較高的測量不精確性。在3線或4線xian測ce量liang係xi統tong中zhong，由you於yu傳chuan感gan器qi激ji勵li通tong過guo單dan獨du的de導dao線xian發fa生sheng，並bing且qie傳chuan感gan器qi的de測ce量liang導dao線xian直zhi接jie放fang置zhi在zai通tong常chang具ju有you高gao阻zu抗kang的de測ce量liang器qi件jian輸shu入ru端duan上shang
，可ke最zui大da限xian度du降jiang低di此ci誤wu差cha。

 

遺憾的是，由於RTD上的壓降較低，信號非常容易受到噪聲的影響。因此，應盡可能避免使用較長的測量導線。可通過將電壓放大盡可能靠近信號源或RTD來降低噪聲。此外，具有良好信噪比(SNR)的敏感型模數轉換器(ADC)適用於進一步的數據處理。ADI公司的∑-Δ ADC，如AD7124係列，提供一款完成集成的

 

24位
、低噪聲模擬前端(AFE)

，非常適合高精度測量應用。輸入可以選擇性地配置為差分輸入或單端/偽差分輸入。AD7124係列還集成了數字濾波器和可編程放大器級，使其非常適合低壓應用。圖2所示電路為使用AD7124的4線測量配置示例。

 

圖1. 2線、3線和4線測量對比

 

圖2.使用AD7124進行4線RTD溫度測量配置

 

AD7124上的模擬引腳AIN2和AIN3配置為差分輸入且用於測量RTD電壓。RTD激勵電流從模擬電源電壓AVDD汲取，並通過AIN0提供。激勵電流同時流過基準電阻RREF1，作為精密電阻工作，然後會導致通過基準引腳REFIN1(+)和REFIN1(–)檢測到的壓降。所造成的壓降與RTD上的壓降成正比。此比率式配置確保激勵電流的變化對係統總體精度沒有影響。由於ADC的有源內部模擬緩衝器，RREF2會hui產chan生sheng正zheng常chang運yun行xing所suo需xu的de失shi調tiao電dian壓ya。在zai模mo數shu轉zhuan換huan之zhi前qian

，需xu要yao緩huan衝chong器qi對dui讀du數shu進jin行xing濾lv波bo
，從cong而er提ti供gong抗kang混hun疊die特te性xing並bing降jiang低di噪zao聲sheng。或huo者zhe，也ye可ke以yi將jiang所suo有you模mo擬ni輸shu入ru和he基ji準zhun輸shu入ru與yu分fen立liRC濾波器相連。在使用AD7124開始簡單測量之前
，校準測量係統（零電平和滿量程校準）可最大限度降低增益和偏置誤差。

 

結論

 

通過AD7124係列等AFE，可以相對輕鬆地實現RTD溫度測量係統。它們提供非常好的高精度、低功耗和低噪聲組合
，適用於高精度測量應用和節能型便攜式設備。此外，這些ADC的集成度和靈活性簡化了設計架構，有助於縮短使用不同類型傳感器的測量應用（例如
，溫度、電流、電壓等）的設計周期。

 

作者簡介

 

Thomas Brand於2015年加入德國慕尼黑的ADI公司，當時他還在攻讀碩士。畢業後
，他參加了ADI公司的培訓生項目。2017年，他成為一名現場應用工程師。Thomas為wei中zhong歐ou的de大da型xing工gong業ye客ke戶hu提ti供gong支zhi持chi，並bing專zhuan注zhu於yu工gong業ye以yi太tai網wang領ling域yu。他ta畢bi業ye於yu德de國guo莫mo斯si巴ba赫he的de聯lian合he教jiao育yu大da學xue電dian氣qi工gong程cheng專zhuan業ye，之zhi後hou在zai德de國guo康kang斯si坦tan茨ci應ying用yong科ke學xue大da學xue獲huo得de國guo際ji銷xiao售shou碩shuo士shi學xue位wei。

 

 

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