基于Cortex-M3的微控制器热电偶测量系统

ADuM4160隔离器件。

　　电路评估与测试

　　电流输出测量

　　DAC和外部电压电流转换器电路性能测试全都一起完成。

　　一个电流表与VLOOP+连接串联，如图1所示。所用的电流表为HP 34401A.执行初始校准和使用VDAC输出的闭环控制时的电路性能导致DAC输出电路报告的温度值为0.5°C.借助24位ADC,DAC和外部晶体管电路的非线性误差可以调零。因为温度是一个变化较慢的输入参数，所以此闭环方案非常适合这种应用。图9显示了未采用闭环控制（ADC0没有用于补偿DAC输出）时的理想DAC输出（蓝色）和实际DAC输出。未采用闭环控制时的误差可能会大于10°C.

　　图9. 温度（°C）与输出电流（mA）的关系（蓝色 = 理想值，开环操作：未补偿DAC输出）

　　图10显示了按推荐方式采用闭环控制时的相同信息。误差非常微小，与理想值相差不到0.5°C.

　　图10. 温度（°C）与输出电流（mA）的关系（蓝色 = 理想值，闭环操作：通过ADC0测量补偿DAC输出）

　　热电偶测量测试

　　基本测试设置如图11所示。热电偶连接至J2.

　　使用两种方法来评估本电路的性能。首先使用连接到电路板的热电偶来测量冰桶的温度，然后测量沸水的温度。使用Wavetek 4808多功能校准仪来充分评估误差，如图11所示。这种模式下，校准仪代替热电偶作为电压源。为了评估T型热电偶的整个范围，利用校准仪设置T型热电偶？200°C至+350°C的正负温度范围之间52个点的等效热电偶电压（T型热电偶请参见ISE, Inc.的ITS-90表）。图6显示了测试结果。

　　图11. 用于在整个热电偶输出电压范围内校准和测试电路的设置

　　RTD测量测试

　　为了评估RTD电路和线性化源代码，以精确的可调电阻源代替了电路板上的RTD.所用的仪器是1433-Z十进制电阻。RTD值的范围是90 Ω至140 Ω，代表？25°C至+114°C的RTD温度范围。

　　图12显示了RTD测量的测试设置电路，图13则显示了RTD测试的误差结果。

　　图 12. RTD误差测量的测试设置

　　图13. 使用分段线性代码和ADC0测量结果进行RTD测量时的°C误差

　　电流测量测试

　　正常工作时，整个电路的功耗通常为2.25 mA.保持在复位状态时，整个电路的功耗不到600 μA.