蓝冠官网《Q374919》许多现代工业、医疗和商业应用需要在±0.3°C或更好的温度范围内进行温度测量,且成本合理,蓝冠官网 功耗通常较低。本文解释了铂电阻温度检测器(PRTDs)如何在-200°C至+850°C的宽温度范围内进行测量,当与能够快速、经济有效地解决非线性数学方程的现代处理器一起使用时,其绝对精度和重复性优于±0.3°C。本文是关于PRTDs系列文章的第2部分。对于第一部分,请阅读应用说明4875,“高精度温度测量需要铂电阻温度检测器(PRTDs)和精密δ- sigma adc。”
这篇文章的一个类似版本出现在2012年6月21日的EDN杂志上。
本文介绍了如何利用由σ模数转换器(ADC)和现代处理器组成的数据采集系统(DAS)实现铂电阻温度探测器(PRTDs)的高性能、高精度、宽量程温度测量。这种DAS提供了高性能,但成本效益。
本文介绍的开发DAS快速解决了设计和数学方面的挑战,并在PRTD的最大范围(-200°C至+850°C)内实现了精确的温度测量。
铂电阻温度探测器,或PRTDs,蓝冠注册 是绝对温度传感设备,可以确保在-200°C至+850°C的温度范围内可重复测量。此外,铂是非常稳定的,不受腐蚀或氧化的影响。因此,PRTDs为需要精确温度测量的精密工业和医疗应用提供了最佳性能。
PRTDs几乎是线性器件。根据温度范围和其他标准,可以通过计算PRTD电阻在-20°C到+100°C的温度范围内的变化来做出线性近似。1对于更宽的温度范围(-200°C至+850°C)和更高的精度,蓝冠招商 温度测量PRTD标准(EN 60751:2008)通过称为Callendar-Van Dusen方程的非线性数学模型定义了铂电阻与温度的关系。
多年前,这种算法的实现可以在DAS设计中同时体现技术和成本的约束。今天的现代处理器,如MAXQ2000和价格低廉的个人电脑,可以快速、高效地解决这些挑战,同时为用户提供友好的图形显示。
Callendar-Van Dusen方程可用于这种现代DAS中,在宽-200°C至+850°C的动态范围内,将误差降低到可以忽略的水平。精度可以达到±0.3°C或更高。
设计一个DAS示例
本文中讨论的DAS可在PRTD线性温度范围从-20°C到+100°C内提供高分辨率、低噪声的测量。在不使用Callendar-Van Dusen方程的情况下,其精度为±0.15%。通过使用pt1206 -1000ω的PRTD1000,一个非常普通的铂RTD,既尺寸和成本效益,然后可以在给定的范围内实现优于±0.05°C的温度分辨率。
这个简单的DAS使用MAX11200 24位delta-sigma ADC进行数据转换,使用低功耗、低成本的MAXQ2000处理器2进行数据采集。DAS在PC机上实现了线性化算法。任何其他处理器,控制器,或DSP也可以使用。
pt1206 -1000ω等PRTD器件对于温度范围从-55°C到+155°C是一个有吸引力的选择,因为它们有标准的表面贴装器件(SMD)尺寸,这是非常类似于表面贴装电阻封装,价格在较低的1美元范围。在-50°C和+500°C的温度范围内,薄膜PRTDs是一个经济实用的选择。薄膜型PRTDs由镀有玻璃涂层铂元素的陶瓷基板上的薄膜铂组成。电阻和温度偏差可以控制在±0.06%和±0.15°C内,对应于EN 60751的a类公差。在液体或腐蚀环境中进行高温测量时,薄膜PRTDs通常放置在保护探头内。