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3通道热电偶温度测量系统,精度为0.25℃电路图

时间:10-14 来源:ADI 点击:

连接背面的焊盘,因为这样做会影响 ADC输入的偏置。

  精密电压测量指南

  下列指南可确保AD7793精确地测量热电偶测量结电压。

  去耦:AD7793必须在尽可能靠近AVDD 和 DVDD 的地方安装去耦电容,以确保电压测量的精度。应将0.1 μF陶瓷电容与 10 μF钽电容并联,将AVDD去耦到GND。此外,应将0.1 μF 陶瓷电容与10 μF钽电容并联,将DVDD去耦到GND。 更多有关接地、布局和去耦技巧的讨论,请参考Tutorial MT-031 和 Tutorial MT-101

  滤波:AD7793的差分输入用于消除热电偶线路上的大部分共模噪声。例如,将组成差分低通滤波器的R1、R2和C3放置在AD7793的前端,可消除热电偶引脚上可能存在的叠加噪声。C1和C2电容提供额外的共模滤波。由于输入ADC 的AIN(+)和AIN(−)均为模拟差分输入,因此,模拟调制器中的多数电压均为共模电压。AD7793的出色共模抑制(100 dB最小值)进一步消除了这些输入信号中的共模噪声。

  本方案解决的其它难题

  下文总结了本解决方案是如何解决前文提到的其它热电偶相关难题。

  热电偶电压放大:热电偶输出电压随温度的变化幅度只有每度几μV。本例中所用的常见K型热电偶变化幅度为41μV/°C。这种微弱的信号在ADC转换前需要较高的增益级。 AD7793内部可编程增益放大器(PGA)能够提供的最大增益为128。本解决方案中的增益为16,允许AD7793通过内部基准电压源运行内部满量程校准功能。

  热电偶的非线性校正:AD7793在宽温度范围(–40°C至 +105°C)内具有出色的线性度,不需要用户校正或校准。为了确定实际热电偶温度,必须使用美国国家标准技术研究院(NIST)所提供的公式将参考温度测量值转换成等效热电电压。此电压与AD7793测量的热电偶电压相加,然后再次使用NIST公式将两者之和再转换回热电偶温度。另一种方法涉及查找表的使用。然而,若要获得同样的精度,查找表的大小可能有较大不同,这就需要主机控制器为其分配额外的存储资源。所有处理均通过EVAL-SDP-CB1Z以软件方式完成。EVAL-SDP-CB1Z以软件方式完成。

  欲查看完整原理图和EVAL-CN0172-SDPZ的布局,请参见 CN-0172设计支持包:www.analog.com/CN0172-DesignSupport.

  常见变化

  对于精度要求较低的应用,可用 AD7792 16位Σ-Δ 型ADC 替代 AD7793 24位Σ-Δ 型ADC对于基准温度测量,可用 ±0.5°C精度的 ADT7310 数字温度传感器替代±0.25°C精度的 ADT7320. AD7792和ADT7310均集成SPI接口。

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