0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

【解决方案】不懂模拟电路设计?如何完成温度信号采集?

AGk5_ZLG_zhiyua 来源:未知 2022-12-27 11:40 次阅读
温度传感电路是许多工业系统的重要组成部分,在温度传感元件之中,金属铂制成的热电阻PT100可保证长期稳定性,宽温度范围内最精确。本文介绍几种PT100采集电路方案,分析精密温度采集电路的设计要点。


常规的电路方案

1. 使用ADITI公司的高集成ADC芯片完成采集。电路需要少量的外围无源元件,先从ADC读取采样值,再在MCU中进行查表换算,将采样值换算成温度值。

2. 使用国产的信号链芯片自行搭建。随着国内基础模拟信号链芯片的日益完善,考虑使用国产器件完成同等性能的电路,如图1。这样能降低物料供应链的风险、进一步优化成本,实现温度采集,这类基础物理量采集电路的自主可控。图1电路主要由24位SD型ADC、运放、模拟开关、LDO、MCU等组成,这些基础元件的国产芯片已经成熟可用,并且有可替换的国产型号。

图1 国产信号链搭建的电路方案


搭建精密温度采集电路的要点

1. 使用比率法测量。电路实现如图2,测量精度和稳定性在理论上只与精密参考电阻相关,能够避开国产24位ADC器件自身增益误差、增益漂移等的不完美。

图2比率法测量电路

上述电路IEXC为激励电流源VRTD是PT100两端的电压值,VREF是ADC基准输入端的电压值,有如下两个表达式。

合并之后,得到RRTD的表达式。

CodeRTD是ADC采集RTD两端电压得到的二进制代码,Codefull_scales是ADC满量程时的二进制代码,从RRTD表达式可以看到,RRTD测量值仅与Code的比率值和精密参考电阻相关。当使用10ppm电阻做为参考电阻时,该比率测量电路可以获得10ppm左右的测量电路温漂性能,却不需要精密电压基准

2. 考虑出厂校准。在比率法中,精密参考电阻决定了整体电路的增益误差,精密电阻自身精确度一般为0.1%,并且比率法不能修正ADC的失调电压误差。当需要获得0.1%及更高的电路精确度时,需要对电路进行出厂校准。
3. 抗工频干扰。PT100测量电路是典型的低速精密模拟电路,1mA激励时,传感元件两端的电压值约在300mV以下,容易受到50Hz工频干扰信号影响,需要对采集数据做陷波或滤波处理。
4. 验证工作环境温度和EMC性能。搭建好的整体测量电路,需要在-40~+85℃环境温度下,验证实际测量精度和漂移;验证ESD静电放电和EFT群脉冲干扰环境下的工作稳定性,以满足工业环境应用的可靠性要求。

ZAM6222两路热电阻采集模块

ZAM6222是一款针对PT100的工业双通道热电阻测温模块,基于国产基础信号链元件和比率法进行设计,已集成完整的精密温度测量信号链路,图3为其内部框图ZAM6222出厂基于Fluke5522A校准器的校准体系进行校准,温度检测精度可达0.02%±0.1℃,温度测量范围-200~800℃,电路温最大15ppm。模块支持50Hz工频干扰抑制功能,整体电路经过-40~+85℃环境温度下的测量精度和温漂验证,支持4000V的ESD和1000V的EFT性能。

图3ZAM6222内部框图

ZAM6222内部完成温度查表转换,可以通过I2C接口直接读取以“℃”为单位的测温数据。用该模块实现两路PT100热电阻温度采集的典型电路如图4,可见外围电路简洁。相对于电路设计、调试、校准和验证的时间和设备投入,ZAM6222提供了免复杂设计、免复杂调试、直接读取温度值的简洁方案。

图4ZAM6222典型应用电路


原文标题:【解决方案】不懂模拟电路设计?如何完成温度信号采集?

文章出处:【微信公众号:ZLG致远电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 致远电子
    +关注

    关注

    13

    文章

    406

    浏览量

    31303

原文标题:【解决方案】不懂模拟电路设计?如何完成温度信号采集?

文章出处:【微信号:ZLG_zhiyuan,微信公众号:ZLG致远电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    温度变送器(传感器)IO数据采集方案

    温度变送器数据采集方案主要涵盖以下几个方面: 一、数据采集方式 温度变送器的数据采集方式一般有两
    的头像 发表于 12-17 09:42 82次阅读

    FPGA的多通道数据采集传输系统

    一、系统总体方案设计 为了满足油田增压站对数据采集的需求,我们设计了一套基于FPGA的多通道数据采集与传输系统。系统以FPGA作为主控制器,利用外部ADC芯片完成
    的头像 发表于 12-09 10:45 196次阅读
    FPGA的多通道数据<b class='flag-5'>采集</b>传输系统

    PLC数据采集解决方案

    问题,这些问题限制了企业生产力的提升和管理效能的增强。因此,打造一套高效率、高可靠性的PLC数据采集解决方案显得尤为关键。 二、解决方案概述 针对工业生产中的数据采集需求,我们提出一套基于PLC的数据
    的头像 发表于 10-31 15:58 212次阅读
    PLC数据<b class='flag-5'>采集解决方案</b>

    信号被处理的过程包括采集什么什么输出等环节

    信号处理的第一步,它涉及到从物理世界中获取信号。这个过程可以是模拟的,也可以是数字的,具体取决于信号的性质和应用场景。 1.1 模拟信号
    的头像 发表于 10-15 14:09 770次阅读

    PLC模拟信号数据采集如何实现

    到一定温度,一般来说该温度是可调的,比如说50摄氏度,或者70摄氏度,这个便是模拟量。 对此,物通博联提供基于IO数采终端的PLC模拟信号数据采集
    的头像 发表于 10-08 11:16 315次阅读
    PLC<b class='flag-5'>模拟</b>量<b class='flag-5'>信号数据采集</b>如何实现

    使用最小封装解决方案优化离散逻辑电路设计电路板空间

    电子发烧友网站提供《使用最小封装解决方案优化离散逻辑电路设计电路板空间.pdf》资料免费下载
    发表于 09-11 09:52 0次下载
    使用最小封装<b class='flag-5'>解决方案</b>优化离散逻辑<b class='flag-5'>电路设计</b>的<b class='flag-5'>电路</b>板空间

    模拟电路和数字电路的概念是什么

    、电流或电荷等,它们可以表示时间、温度、声音等物理量。 2. 特点 连续性 :模拟信号是连续变化的,没有离散的数值。 线性 :模拟电路通常处理线性
    的头像 发表于 08-22 16:42 1158次阅读

    数字电路可以处理模拟信号

    元件组成的电路。这些元件只能处理二进制信号,即0和1。而模拟信号是连续的、非二进制的信号,例如声音、图像、温度等。
    的头像 发表于 08-11 11:08 671次阅读

    模拟示波器能测试逻辑信号

    引言 在电子电路设计和测试中,信号的测量和分析是非常重要的。模拟示波器作为一种常用的电子测试仪器,广泛应用于各种电子电路的测量和分析。然而,模拟
    的头像 发表于 07-17 16:56 402次阅读

    AC/DC电源模块:简化电路设计的便捷解决方案

    BOSHIDA  AC/DC电源模块:简化电路设计的便捷解决方案 AC/DC电源模块是一种常用的电力转换装置,用于将交流电源转换为直流电源,以提供给各种电子设备和系统使用。它在电路设计中起到了简化
    的头像 发表于 06-07 13:09 514次阅读
    AC/DC电源模块:简化<b class='flag-5'>电路设计</b>的便捷<b class='flag-5'>解决方案</b>

    数字信号采集系统有哪些功能

    数字信号采集系统(Digital Signal Acquisition System)是一种用于采集、处理和分析模拟信号的电子设备。它广泛应用于各种领域,如通信、医疗、工业自动化、科研
    的头像 发表于 05-31 14:26 891次阅读

    实时在线采集存储,VTN416多通道数据采集仪助你一站式解决振弦、温度模拟信号采集需求

    实时在线采集存储,VTN416多通道数据采集仪助你一站式解决振弦、温度模拟信号采集需求 VTN416是一款多通道的数据
    的头像 发表于 05-06 09:19 546次阅读

    网关数据采集解决方案

    随着物联网技术的快速发展,数据采集已成为企业运营、管理和决策的重要支撑。网关作为连接不同网络的关键设备,其在数据采集过程中发挥着至关重要的作用。本文将详细介绍一种网关数据采集解决方案,旨在确保
    的头像 发表于 03-08 16:05 617次阅读
    网关数据<b class='flag-5'>采集解决方案</b>

    一站式温度采集方案,轻松实现医药等领域的温度监测!

    温度采集
    虹科工业物联网技术
    发布于 :2024年01月25日 10:35:20

    电路设计中的“地”

    电路设计中的“地”怎么设计,怎么连接一直是是硬件工程师在设计和调试过程中经常会遇到的挑战之一。雷卯对地简单阐述如下:一、“地”的种类和作用雷卯在实际电路设计中,基本上会用到如下三种类型“地”。·信号
    的头像 发表于 01-04 08:02 2617次阅读
    <b class='flag-5'>电路设计</b>中的“地”