使用LTC2983优化检测电阻器的成本和准确度以实现RTD温度测量

使用RTD或热敏电阻进行温度测量实际上是电阻的测量。RTD和热敏电阻的电阻随温度变化。一旦测量了探头的电阻，并假设电阻与温度的函数是已知的，就可以计算探头的温度。该功能由温度探头制造商提供，也可以通过表征获得。所以，这是困难的部分，剩下的就是测量探头的电阻......准确。

LTC2983 执行比率式检测的电阻测量。原则上，已知电阻R意义用作“量尺”，其中未知电阻RT，被测量探头。因此，“量尺”的精度直接影响R。T测量，以及温度测量的准确性。显而易见的方法是使用最好的，“黄金标准”，闪亮的“衡量标准”。如果存在这样的一个，它很可能非常昂贵......已经存在的精密电阻器价格昂贵，即使它们并不完美。

因此，需要考虑一个权衡：不完美的R导致多少误差意义我的系统可以容忍吗？通常，可以容忍的错误越多，“光泽”越小，R意义可以使用。

但是，R 如何意义准确性或缺乏准确性会导致整体系统误差？以下处理旨在帮助解决此问题。

LTC2983 计算电阻 RTRTD探头的比率测量：电流IS被推入一堆电阻器 R意义和 RT、电压 V1和 V2同时在电阻两端检测，如图1所示。

图1.RTD 测量期间的 LTC2983 等效电路。

表示电流 IS就电压V而言1和 V2和电阻 R意义和 RT，操作表达式会得到：

（1） 中的计算由 LTC2983 自动执行。然后使用内部存储的查找表 （LUT） 来转换 RT到温度读数，T。

为了评估电阻容差对温度测量的影响，表示V1和 V2就 I 和 R 而言。此外，假设 RTD 探针的行为是理想的，并且 R意义电阻器与其标称值的偏差分数ε：

其中：

R0是 RTD 探头在 0°C 时的电阻 α 是 RTD 探头的温度系数 T 是 RTD 探头

的温度，单位为 °C

R意义是 R 的标称值意义连接到LTC2983

R的电阻器SENSE_REG是 R 的编程值意义电阻器进入LTC2983配置寄存器

ε即R意义电阻误差。

通常，设计器设置 R意义和 RSENSE_REG要平等。然后通过使用泰勒级数展开：

（4） 中的表达式给出 RT作为温度和检测电阻误差ε的函数。但典型的系统规格以温度表示精度。因此，要转换RT至由 LTC2983 测量的温度，TM，使用 RTD 特性的线性近似：

表达式 （6） 支持一种系统方法来权衡系统规格 TE，而不是组件规格，ε。

例

考虑一个系统，其所需温度误差界限为0.25°C。 该系统使用PT-1000 RTD探头作为温度传感器，温度测量范围为0°C至150°C。 RTD 通过长引线连接至 LTC2983。R型意义与 LTC2983 位于同一外壳中，并且该外壳内的温度永远不会超过 50°C。

简而言之，系统温度读出误差受以下因素限制：

PT-1000探头的标称电阻为1kΩ，其温度系数α=0.00385Ω/Ω°C。 RTD的最高温度为T = 150°C。 将这些值代入（8）得到最大允许检测电阻误差：

容差和 TCR 规格由电阻器制造商提供。ΔT是电阻器工作温度与标称值的偏差。考虑具有以下规格的 VISHAY 箔 S 系列电阻器：

R名义= 1000Ω

容差 = ±0.005%

TCR = ±2ppm/°C

数据手册规定了25°C时的电阻标称值。 因此，检测电阻在外壳中时与标称温度的偏差最多为25°C。则分数检测电阻误差最多为：

（12）中的结果只是重述（11）中的结果，但就绝对温度误差而言。因为选择了 R意义在 0.25°C 的目标温度误差范围内产生良好的结果，公差和/或 TCR 规格可以放宽，这表明 R 的组件成本更低

审核编辑：郭婷