ZHCACG9A june   2018  – march 2023 ADS1120 , ADS112C04 , ADS112U04 , ADS1147 , ADS1148 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122U04 , ADS1247 , ADS1248 , ADS124S06 , ADS124S08 , ADS125H02 , ADS1260 , ADS1261 , ADS1262 , ADS1263

 

  1.   RTD 测量基本指南
  2. 1RTD 概述
    1. 1.1 Callendar-Van Dusen 方程
    2. 1.2 RTD 容差标准
    3. 1.3 RTD 接线配置
    4. 1.4 比例式测量
      1. 1.4.1 引线电阻抵消
      2. 1.4.2 IDAC 电流斩波
    5. 1.5 设计注意事项
      1. 1.5.1 确定 RTD 的工作范围
      2. 1.5.2 设置激励电流源并考虑 RTD 自发热
      3. 1.5.3 设置基准电压和 PGA 增益
      4. 1.5.4 验证设计是否符合器件工作范围
      5. 1.5.5 设计迭代
  3. 2RTD 测量电路
    1. 2.1  采用低侧基准的两线 RTD 测量
      1. 2.1.1 原理图
      2. 2.1.2 优缺点
      3. 2.1.3 设计说明
      4. 2.1.4 测量转换
      5. 2.1.5 通用的寄存器设置
    2. 2.2  采用高侧基准的两线 RTD 测量
      1. 2.2.1 原理图
      2. 2.2.2 优缺点
      3. 2.2.3 设计说明
      4. 2.2.4 测量转换
      5. 2.2.5 通用的寄存器设置
    3. 2.3  三线 RTD 测量，低侧基准
      1. 2.3.1 原理图
      2. 2.3.2 优缺点
      3. 2.3.3 设计说明
      4. 2.3.4 测量转换
      5. 2.3.5 通用的寄存器设置
      6. 2.3.6 进行 IDAC 电流斩波以实现匹配
    4. 2.4  三线 RTD 测量，低侧基准，一个 IDAC 电流源
      1. 2.4.1 原理图
      2. 2.4.2 优缺点
      3. 2.4.3 设计说明
      4. 2.4.4 测量转换
      5. 2.4.5 配置寄存器设置
    5. 2.5  三线 RTD 测量，高侧基准
      1. 2.5.1 原理图
      2. 2.5.2 优缺点
      3. 2.5.3 设计说明
      4. 2.5.4 测量转换
      5. 2.5.5 配置寄存器设置
    6. 2.6  四线 RTD 测量，低侧基准
      1. 2.6.1 原理图
      2. 2.6.2 优缺点
      3. 2.6.3 设计说明
      4. 2.6.4 测量转换
      5. 2.6.5 配置寄存器设置
    7. 2.7  两个串联两线 RTD 测量，低侧基准
      1. 2.7.1 原理图
      2. 2.7.2 优缺点
      3. 2.7.3 设计说明
      4. 2.7.4 测量转换
      5. 2.7.5 配置寄存器设置
    8. 2.8  两个串联四线 RTD 测量
      1. 2.8.1 原理图
      2. 2.8.2 优缺点
      3. 2.8.3 设计说明
      4. 2.8.4 测量转换
      5. 2.8.5 配置测量设置
    9. 2.9  测量多个两线 RTD
      1. 2.9.1 原理图
      2. 2.9.2 优缺点
      3. 2.9.3 设计说明
      4. 2.9.4 测量转换
      5. 2.9.5 配置寄存器设置
    10. 2.10 测量多个三线 RTD
      1. 2.10.1 原理图
      2. 2.10.2 优缺点
      3. 2.10.3 设计说明
      4. 2.10.4 测量转换
      5. 2.10.5 配置寄存器设置
    11. 2.11 同时测量多个四线 RTD
      1. 2.11.1 原理图
      2. 2.11.2 优缺点
      3. 2.11.3 设计说明
      4. 2.11.4 测量转换
      5. 2.11.5 配置寄存器设置
    12. 2.12 采用低侧基准的通用 RTD 测量接口
      1. 2.12.1 原理图
      2. 2.12.2 优缺点
      3. 2.12.3 设计说明
        1. 2.12.3.1 通用测量接口 - 两线 RTD
        2. 2.12.3.2 通用测量接口 - 三线 RTD
        3. 2.12.3.3 通用测量接口 - 四线 RTD
      4. 2.12.4 测量转换
        1. 2.12.4.1 两线测量
        2. 2.12.4.2 三线测量
        3. 2.12.4.3 四线测量
      5. 2.12.5 配置寄存器设置
    13. 2.13 采用高侧基准的通用 RTD 测量接口
      1. 2.13.1 原理图
      2. 2.13.2 优缺点
      3. 2.13.3 设计说明
        1. 2.13.3.1 通用测量接口，高侧基准 - 两线 RTD
        2. 2.13.3.2 通用测量接口，高侧基准 - 三线 RTD
        3. 2.13.3.3 通用测量接口，高侧基准 - 四线 RTD
      4. 2.13.4 测量转换
        1. 2.13.4.1 两线测量
        2. 2.13.4.2 三线测量
        3. 2.13.4.3 四线测量
      5. 2.13.5 配置寄存器设置
  4. 3总结
  5. 4修订历史记录

1.4.2 IDAC 电流斩波

如上一节所述，必须匹配两个电流源以抵消 RTD 导线的引线电阻。通过使用多路复用器 (MUX) 在两个输入之间对两个电流源进行交换或斩波，可以更大程度地减少两个电流源中的任何不匹配。在每个配置中进行两次测量并对结果求平均值，可以降低不匹配电流源的影响。

使用图 1-5 中的配置，方程式 6 得出第一次测量结果。图 1-6 交换 IDAC1 和 IDAC2，方程式 9 得出第二次测量结果。

GUID-5E0A80B7-6F7A-467A-82F7-0155AB441999-low.gif图 1-6 交换 IDAC1 和 IDAC2 以截断测量值
方程式 9. Output code = 223 • [IIDAC2 • (RLEAD1 + RRTD) − (IIDAC1 • RLEAD2)] / [(IIDAC1 + IIDAC2) • RREF]

为了截断 RTD 测量值，我们对第一次和第二次测量值求平均值。取方程式 6，与方程式 9 相加，然后除以 2 求平均值。此步骤如下所示：

方程式 10. Averaged output code = 223 • {[IIDAC1 • (RLEAD1 + RRTD) − (IIDAC2 • RLEAD2)] + [IIDAC2 • (RLEAD1 + RRTD) – (IIDAC1 • RLEAD2)]} / {2 • [(IIDAC1 + IIDAC2) • RREF]}

然后组合 (IIDAC1 + IIDAC2) 项：

方程式 11. Averaged output code = 223 • [(IIDAC1 + IIDAC2) • (RLEAD1 + RRTD) – (IIDAC1 + IIDAC2) • RLEAD2)] / [2 • (IIDAC1 + IIDAC2) • RREF]

然后抵消 IIDAC1 + IIDAC2 项，并设置 RLEAD1 = RLEAD2 = RLEAD 得到以下等式：

方程式 12. Averaged output code = 223 • [(RLEAD + RRTD) − RLEAD] / (2 • RREF)]

之后，RLEAD 项也会抵消。

方程式 13. Averaged output code = 223 • RRTD / (2 • RREF) = 222 • RRTD / RREF

将结果代入方程式 13，IIDAC1 和 IIDAC2 不相等并不重要，重要的是 IIDAC1 和 IIDAC2 在交换后的值相同。如果它们相同，则 (IIDAC1 + IIDAC2) 项抵消。

系统中可能仍有误差。在这里，假设 RLEAD1 和 RLEAD2 相同。如果它们不同，这将成为一个误差。此外，如果测量中存在漏电流（例如，来自 TVS 或其他保护二极管的漏电流），则会导致该误差。