至比特转换器解决了温度传感器精确测量难题

度变化而改变的电阻器。为了测量一个RTD，将一个准确已知的低漂移检测 电阻器串联连接至该RTD。给该网络加上激励电流并进行比例式测量。RTD的电阻值以欧姆为单位，可根据这一比率确定。然后通过查表，用这个电阻值确定传 感器元件的温度。LTC2983自动产生激励电流，同时测量检测电阻器和RT D电压，计算传感器电阻，并以℃为单位报告结果。RT D可以在很宽的温度范围内测量温度，从低至200℃到高达850℃。LTC2983可数字化大多数类型的RTD(PT-10、PT-50、PT-100、 PT-200、PT-500、PT-1000和NI-120)，针对很多标准内置了系数(美国、欧洲、日本和ITS-90标准)，并面向定制RTD提供用 户设定的表数据。

RTD：重要的是什么?

典型PT100 RTD的电阻值在温度每变化1/10℃时变化不到0.04Ω，在100μA电流激励时对应4μV信号电平。低ADC偏移和噪声对于准确测量至关重要。测量相对于检测电阻器而言是比例式的，不过在计算温度时，激励电流和基准电压的绝对值不那么重要。

以 前，RTD和检测电阻器之间的比例式测量是用单个ADC执行的。检测电阻器的压降用作测量RTD压降的ADC之基准输入。这种架构需要10 kΩ或更大的检测电阻器，因此需要缓冲，以防止由ADC基准输入动态电流导致的压降。既然检测电阻器的值至关重要，那么缓冲器就必须是低偏移、低漂移和低 噪声的。这种架构使电流源难以轮换，以消除寄生热电偶效应。增量累加ADC的基准输入更易于受到噪声而不是输入的影响，而且低基准电压值可能导致不稳定 性。LTC2983的多ADC架构解决了所有这些问题(参见图1)。LTC2983运用了两个高度匹配、有缓冲和自动校准的ADC，一个用于RTD，另一 个用于检测电阻器。这些ADC同时测量RTD和Rsense，计算RTD电阻，并依据这些数据查一个基于ROM的表，最终以℃为单位输出RTD温度。

图1：用LTC2983测量RTD温度。

RTD 有很多种配置：2线、3线和4线。LTC2983以可配置的单一硬件解决方案提供所有3种配置。该器件可在多个RTD之间共享单一检测电阻器。其高阻抗输 入允许在RTD和ADC输入之间接入外部保护电路，而不会引入误差。该器件还可以自动轮换电流激励，以消除外部热误差(寄生热电偶)。在检测电阻器的寄生 引线电阻降低性能的情况下，LTC2983允许用Rsense进行开尔文检测。

LTC2983包括故 障检测电路。该器件可以确定，检测电阻器或RTD是否损坏或短路。如果所测温度高于或低于RTD规定的最高或最低温度，LTC2983就发出警告。当 RTD用作热电偶的冷接点传感器时，3个ADC同时测量热电偶、检测电阻器和RTD。RTD故障信息传递到热电偶测量结果中，同时RTD温度自动地用来补 偿冷接点温度。

热敏电阻器概述

热敏电阻器是电阻值随温度变化而改变的电阻器。与RT D不同，热敏电阻器的电阻值在其温度变化范围内的变化可以达到多个量级。为了测量热敏电阻器，要给传感器串联连接一个检测电阻器。给该网络加上激励电流， 并进行比例式测量。热敏电阻器的电阻值以欧姆为单位，可以根据这个比率确定。这个电阻值用来确定传感器的温度，进而求解Steinhart-Hart方程 或查询表数据。LTC2983自动地产生激励电流，同时测量检测电阻器和热敏电阻器电压，计算热敏电阻器的电阻，并以℃为单位报告结果。热敏电阻器一般在 -40℃～150℃工作。LTC2983包含计算2.252kΩ、3kΩ、5kΩ、10kΩ和30kΩ标准热敏电阻器温度所需的系数。因为有多种类型和电 阻值的热敏电阻器，所以LTC2983可用定制热敏电阻器表数据(R和T)或Steinhart-Hart系数来设定。

热敏电阻器：重要的是什么?

热敏电阻器的电阻值在其温度变化范围内的变化可以达到多个量级。例如，一个在室温时10kΩ的热敏电阻器在最高温度时可能低至100Ω，而在最低温度时可能>300kΩ，而其他热敏电阻器标准可能达至1MΩ以上。

典 型情况下，为了适应大阻值电阻，会使用电流非常小的激励电流源和阻值较大的检测电阻器。这导致在热敏电阻器阻值范围的低端，信号电平非常低。需要输入缓冲 器和基准缓冲器隔离ADC的动态输入电流和这些较大的电阻器。但是如果没有单独的电源，缓冲器在靠近地时工作不是很好，而且需要最大限度减小偏移/噪声误 差。LTC2983解决了所有这些问题(参见图2)。该器件整合了一个连续校准的专有缓冲器和多ADC架构，该缓冲器能够在地电平甚至在低于地电平时对信 号进行数字化。两个匹配的缓冲ADC同时测量热敏电阻器和检测电阻器，计算(基于标准)热敏电阻器的温度，并以℃为单位报告结果。不需要大阻值检测电阻 器