适合高精度测量应用的完全集成式4线RTD温度测量系统的简单实现

系列,提供一款完成集成的

24位、低噪声模拟前端(AFE),非常适合高精度测量应用。输入可以选择性地配置为差分输入或单端/伪差分输入。AD7124系列还集成了数字滤波器和可编程放大器级,使其非常适合低压应用。图2所示电路为使用AD7124的4线测量配置示例。

2线、3线和4线测量对比

图1. 2线、3线和4线测量对比

使用AD7124进行4线RTD温度测量配置

图2.使用AD7124进行4线RTD温度测量配置

AD7124上的模拟引脚AIN2和AIN3配置为差分输入且用于测量RTD电压。RTD激励电流从模拟电源电压AVDD汲取,并通过AIN0提供。激励电流同时流过基准电阻RREF1,作为精密电阻工作,然后会导致通过基准引脚REFIN1(+)和REFIN1(–)检测到的压降。所造成的压降与RTD上的压降成正比。此比率式配置确保激励电流的变化对系统总体精度没有影响。由于ADC的有源内部模拟缓冲器,RREF2会产生正常运行所需的失调电压。在模数转换之前,需要缓冲器对读数进行滤波,从而提供抗混叠特性并降低噪声。或者,也可以将所有模拟输入和基准输入与分立RC滤波器相连。在使用AD7124开始简单测量之前,校准测量系统(零电平和满量程校准)可最大限度降低增益和偏置误差。

结论

通过AD7124系列等AFE,可以相对轻松地实现RTD温度测量系统。它们提供非常好的高精度、低功耗和低噪声组合,适用于高精度测量应用和节能型便携式设备。此外,这些ADC的集成度和灵活性简化了设计架构,有助于缩短使用不同类型传感器的测量应用(例如,温度、电流、电压等)的设计周期。

作者简介

Thomas Brand于2015年加入德国慕尼黑的ADI公司,当时他还在攻读硕士。毕业后,他参加了ADI公司的培训生项目。2017年,他成为一名现场应用工程师。Thomas为中欧的大型工业客户提供支持,并专注于工业以太网领域。他毕业于德国莫斯巴赫的联合教育大学电气工程专业,之后在德国康斯坦茨应用科学大学获得国际销售硕士学位。联系方式:thomas.brand@analog.com

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