采用 LTC2983 测量 18 个两线式 RTD

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2018-05-13

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采用 LTC2983 测量 18 个两线式 RTD

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采用LTC2983测量18个两线式RTD时间:来源:AnalogDevices引言本文引用地址:单个LTC2983温度测量器件能支持多达18个两线式RTD探头(如图1所示)。 每个RTD测量包含同时检测由于电流IS而在RSENSE和RTD探头RTDx两端所产生的两个电压。

对每个电压进行差分检测,而且鉴于LTC2983拥有高共模抑制比,因此堆栈中RTD的数量并不会对个别测量产生不利影响。 图1:LTC2983可支持18个RTD传感器RTD探头的选择取决于系统准确度和灵敏度要求。 例如,假设使用的是两线式探头,则可以证明在存在配线寄生电阻的情况下PT-1000更加坚固。

一旦选定了RTD,则应选择合适的IS和RSENSE以使电阻器堆栈顶端的电压(CH1输入端上的V)在系统的整个工作温度范围内不超过LTC2983的输入共模限值。 该要求表达为:考虑图1所示的系统并假设下面限制条件:5V电源轨、所有的RTD探头均为PT-100、和最大预期温度测量在150C。 表1列出了用于每个PT-100探头的通道分配字。 请查考LTC2983产品手册中的ChannelAssignmentMemoryMap(通道分配存储器配置)。

请注意,在该例中CH3检测RTD1探头,CH4检测RTD2…等等。 表1:CH2至CH20RTD通道分配字连接至CH2的检测电阻器按表2所示进行配置。 表2:检测电阻器通道配置字RTD堆栈稳定时间一旦激励电流源启用,则R和C链路需要一段有限的时间以实现稳定。

这就是稳定时间tS。 tS取决于每个输入节点上个别电阻器(RSENSE和RTD)和电容器的数量和数值。

tS的上限可通过总RC的集总来估测,但是这样做会得出过于悲观的结果。

另一种获得tS的方法是简单地仿真一个电路,如图2所示:图2:RTD堆栈的延迟线模型仿真的结果示于图3。 这里,所有的电容器均选为100nF,而RSENSE为1k。

每根线代表稳定至堆栈中最后一个RTD两端电压之终值的%以内所需的稳定时间tS。 对于每幅曲线图,所有的RTD均为同一类型。 图3:RTD堆栈的仿真稳定时间按照默认设置,LTC2983在激励电流源的启用和ADC转换的起始点之间插入一个延迟时间tDELAY=1ms。 然而,当RTD堆栈中的PT-100探头数量多于2个时,这个延迟时间就不够了(见图3)。 tDELAY可通过设定MUX配置寄存器0x0FF中的值来增加。

按照默认设置,该寄存器是清零的。 寄存器值每增加一个LSB代表默认tDELAY增加100s。

请参阅LTC2983产品手册中的SupplementInformation(补充信息)部分以了解有关MUX延迟的更多细节。 例如,把0x10写入0x0FF寄存器产生的结果是:需注意的是,该可编程延迟的最大值为,这对于最多6个PT-1000器件的稳定来说是足够了(假设C=100nF)。 见图3和图4。 图4:RTD堆栈的总转换时间tDELAY在每个个别ADC周期之前插入。

每个RTD测量包括两个ADC周期。

于是,RTD堆栈的总转换时间大约为:式中的tDELAY可由用户设置,tCONV在产品手册的CompleteSystemElectricalCharacteristics(完整的系统电特性)表中给出,其通常为164ms(包括默认的MUX延迟),N是将要测量的RTD数量。 tTOTAL概括于图4。 结论LTC2983能够连接至最多18个两线式RTD探头,但是一定要把由RC系统引起的稳定延迟考虑在内。

这个问题可能会因为所用RTD探头的数量和类型而加剧。 延迟问题可以运用本文提出的模型和仿真进行考察。

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