高温度测量带动铂电阻温度检测器(高温度测量带动铂电阻温度检测器(PRTD)和)和Σ-Δ ADC应用应用
摘要:高端工业和医学应用需要在整个温度范围提供±1°C至±0.1°C,甚至更高精度的温度测量,并且价格合理、
功耗较低。此类应用的测温范围(-200°C至+1750°C)通常需要使用热电偶和铂电阻温度(RT)检测器,即
PRTD. 引言 工业和医学应用中,如果在-200°C至+800°C温度范围内对温度测量的精度和可重复性要
求非常高,选择铂电阻温度(RT)检测器,即PRTD.铂元素非常稳定,且不容易腐蚀或氧化。镍、铜及其它金
属也可用于RTD,但这些材料的稳定性或可重复性不如铂,所以应用并不普遍。 随着PRTD标准(例如欧洲
的IEC 60751和美国的ASTM 1137)的演进,开
摘要:高端工业和医学应用需要在整个温度范围提供±1°C至±0.1°C,甚至更高精度的温度测量,并且价格合理、功耗较
低。此类应用的测温范围(-200°C至+1750°C)通常需要使用热电偶和铂电阻温度(RT)检测器,即PRTD.
引言引言
工业和医学应用中,如果在-200°C至+800°C温度范围内对温度测量的精度和可重复性要求非常高,选择铂电阻温度
(RT)检测器,即PRTD.铂元素非常稳定,且不容易腐蚀或氧化。镍、铜及其它金属也可用于RTD,但这些材料的稳定性或可
重复性不如铂,所以应用并不普遍。
随着PRTD标准(例如欧洲的IEC 60751和美国的ASTM 1137)的演进,开始允许系统之间互换传感器,只要满足传感器
容限和温度系数的要求。基于这些标准,传感器很容易由相同或不同制造商的传感器所替代,对系统稍加修改或校准即可满足
额定指标要求。
PRTD基础基础
三种常见的PRTD包括PT100、PT500和PT1000,0°C下分别呈现100Ω、500Ω和1000Ω阻值。也有成本稍高的大阻值传感
器,例如PT10000.PT100曾经非常流行,但目前趋势是使用阻值更高的传感器,以稍高或同等成本提供更高的灵敏度和分辨
率。典型代表是PT1000,0°C下的电阻值为1kΩ。
Vishay®、JUMO Process Control等多家厂商可提供标准SMD尺寸(类似于表贴电阻封装)的PRTD,价格通常不到1美
元,具体取决于电阻值、尺寸大小和容限。此类器件大幅降低了温度传感器成本,并为设计人员提供在任何印制板(PCB)
上PRTD替代产品的灵活性。以下电路采用了比较常见的高性价比PTS1206,是由Vishay Beyschlag提供的1000Ω
PRTD?.PRTD传统测量方法是采用电流源激励,如图1所示?.
图1. PRTD可采用4线(a)、3线(b)或2线(c)接口检测温度。每种设计均向ADC (这里为MAX1403)提供差分信号。
远端测量且采用不同引线时,图1a所示4线(开尔文连接)架构可以获得的测量结果。这种方法中,电流承载线与测量线
完全独立。该配置中,OUT1为PRTD提供200?A电流,OUT2保持浮空。对于RTD没有安装在ADC附近的大多数工业应用,
由于每根引线都会增加系统成本,引发可靠性问题,所以更倾向于使用较少的引线。
如果引线相似,图1b所示3线温度检测技术更经济,且读数准确。这也是其得到普遍使用的原因。MAX1403 ADC的两个