温度测量系统中ADC对传感器精度的影响

本资料详细探讨了温度测量系统中温度传感器和模拟数字转换器(ADC)的选择与要求，特别关注了热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热敏电阻器的特性及其与ADC的配合使用。内容涵盖了不同传感器的工作原理、优缺点以及ADC在信号处理中的关键作用。 在温度测量系统中，选择合适的温度传感器至关重要。热电偶由两种不同金属材料构成，当存在温度差时，会在连接点产生微小的电压，即温差电压。这种传感器适用于高温环境，具有良好的耐用性和宽广的工作温度范围。然而，其输出电压非常微弱（mV级别），因此需要高分辨率、低噪声的ADC进行放大和数字化处理。例如，图1展示了使用AD7792/AD7793 ΣΔADC的热电偶系统，ADC内置的仪表放大器和激励电压源确保了测量的精确性。 电阻温度探测器（RTD）是一种电阻随温度变化的传感器，常见的材料有镍、铜和铂。铂RTD因其线性响应和宽广的温度测量范围（-200℃~+800℃）而被广泛使用。RTD通常有3或4条引线，以减少线路电阻的影响。在系统设计中，需要一个精密电阻作为基准电压源，同时配合电流源，以实现比率配置，减少温度漂移。 热敏电阻器的电阻同样随温度变化，但其精度相对较低。它们常用于电流电源配置，与精密基准电阻和电流源形成比率配置，以抵消温度漂移。在热电偶系统中，热敏电阻通常用作冷接点补偿，以修正因环境温度变化带来的误差。 ADC在温度测量系统中起到核心作用，它需要有足够的分辨率来准确捕捉微弱的传感器信号。ΣΔADC因其高分辨率和内置的电路功能（如电流源和基准电压源）而成为理想选择。ADC的低漂移和低噪声特性直接影响到整个系统的精度，确保温度测量的可靠性。 选择适合的温度传感器和高性能的ADC对于构建精确的温度测量系统至关重要。设计者需要根据具体的应用需求，如测量范围、精度要求和环境条件，来综合考虑热电偶、RTD、热敏电阻器以及对应的ADC配置。理解这些传感器和ADC的相互作用，是优化温度测量系统性能的关键。