TIDA-00247

单芯片 2 线环路供电式 4mA 至 20mA 电流环路 RTD 温度变送器参考设计

TIDA-00247

设计文件

概述

通常,对于便携式 2 线 4mA 至 20mA 电流环路应用,需要仔细考虑系统功耗。传统方法是使用高电桥激励电压和运算放大器来实现满量程 ADC 输入电压,这种方法会增加芯片数量和总体功耗。还需要一个额外的外部稳压器来激励电桥传感器,并使用同一电压源为微控制器供电。此参考设计的目标是保持低功耗及低成本解决方案。该解决方案利用微控制器的集成式 ADC 及运算放大器 (OA)。为了降低成本,ADC/DAC 使用主电源电压作为其基准电压,而不是包含外部基准或选择具有内部基准的更昂贵 ADC/DAC。利用 MCU 的集成外设可以实现低元件数量和低成本。该参考设计基于混合信号微控制器,特别是 MSP430F2274。

特性
  • 模拟功能完全地集成到微控制器中
  • 传感器输入仅和 2 线 PT100 RTD 探针兼容
  • –200°C 至 +850°C 的 RTD 温度范围
  • 输入电源范围:10V 至 33V 直流
  • 4mA 至 20mA 电路环路输出信号
  • 最大测量误差:优于 ±2.5℃
  • 实现比例式测量
  • 设计成满足 IEC 61000-4 要求
  • 工作温度范围:–40°C 至 +85°C
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设计文件和产品

设计文件

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRCR6.PDF (43 KB)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDRCR8.ZIP (1222 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDC894.ZIP (302 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRCR7.PDF (162 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

TIDRCR5.PDF (653 KB)

设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A16具有电源正常指示和使能功能的 100mA、60V 超低 IQ 低压降 (LDO) 稳压器

数据表: PDF | HTML
Low-power MCUs

MSP430F2274具有 32KB 闪存、1KB SRAM、10 位 ADC、2 个运算放大器和 I2C/SPI/UART 的 16MHz MCU

数据表: PDF

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* 设计指南 Temperature Transmitter on Single Chip Mixed-Signal MCU (Rev. A) 2015-1-30
技术文章 Leveraging MSP430™ FRAM MCUs with integrated configurable analog in modern-day fac PDF | HTML 2019-8-30

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