Mesure de la température à haute résolution.

L'amplificateur AD8494 thermocouples comprend un capteur de température sur puce, normalement utilisé pour compensation de jonction froide, ce qui permet au dispositif d'être utilisé comme un standalone thermomètre Celsius par terre les entrées thermocouple. Dans cette configuration, l'amplificateur produit un 5-mV / ° C Sortie de tension entre la sortie et les broches de référence (la terre normalement) de l'amplificateur d'instrumentation sur puce. Un inconvénient de cette approche est la résolution du système médiocres obtenus lors des plages de mesure de température étroit. Considérez ceci: un CAN 10 bits fonctionnant sur un seul 5-V offre a la résolution 4.88-mV/LSB. Cela signifie que le système montre la figure 1 a une résolution d'environ 1 ° C / LSB. Si la gamme de température de l'intérêt est étroit, disons 20 ° C, la sortie varie de 100 mV, en utilisant seulement 1 / 50 de l'ADC plage dynamique disponible.

Simple thermomètre

Figure 1. Simple thermomètre.

Le circuit représenté sur la figure 2 permet de résoudre ce problème. Comme auparavant, l'amplificateur produit un 5 mV / ° C Tension entre la sortie et les broches de référence de l'amplificateur d'instrumentation. Maintenant, cependant, l'axe de référence est tirée par l'amplificateur AD8538 opérationnel (configuré comme un disciple de gain unité), de sorte que le 5 mV / ° C Tension apparaît à travers R1. Le courant qui traverse R1 R2 traverse également, générant une tension sensibles à la température à travers la combinaison série qui est (R1 + R2) / R1 fois la tension aux bornes R1. Avec les valeurs indiquées, la tension de sortie varie de 20 × 5 mV / ° C = 100 mV / ° C, donc un changement de température de 20 ° C / C système de résolution LSB est une  produit un changement 2-V de tension de sortie. Le nouveau 0,05 20h01 amélioration par rapport au circuit original. Les tampons du réseau de résistance, la conduite de l'axe de référence avec une faible impédance, afin de maintenir une bonne réjection de mode commun et la précision du gain.

Mesure de la température à haute résolution.

Figure 2. Mesure de la température à haute résolution.

Des précautions doivent être prises pour correspondre à la sensibilité du système à la gamme de température désirée. Par exemple, la tension de sortie est de 2,5 V à 25 ° C, de sorte que le système peut mesurer avec précision à partir de 5 ° C à 45 ° C que la tension de sortie varie de 0,5 V à 4,5 V.

Un circuit comme celui de la figure 3 offre une sensibilité et une plage de température personnalisable. Le diviseur de résistance formée par R3 et R4 simule la tension du thermocouple nécessaire pour compenser l'amplificateur, sa tension de sortie à zéro au niveau désiré. Si la DMV est bruyant, une référence de tension de précision et de circuit diviseur peut être utilisé pour fournir un ajustement plus silencieux, plus précis de décalage. Comme le montre, le circuit a une tension de sortie d'environ 0,05 V à 25 ° C, 100 mV / ° C de sensibilité (0,05 ° C / LSB résolution), et une portée opérationnelle d'environ 25 ° C à 75 ° C.

L'AD8494 a une erreur de décalage initial de ± 1 ° C à ± 3 ° C, afin que l'utilisateur doit comprendre un calibrage de décalage pour améliorer la précision absolue.

Supérieur de mesure de température résolution avec réglage de l'offset.

Figure 3. Supérieur de mesure de température résolution avec réglage de l'offset.

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