【導讀】隨著工業(yè)生產的發(fā)展，溫度測量與控制十分重要，溫度參數(shù)的準確測量對輸出品質、生產效率和安全可靠的運行至關重要。作為一家高性能模擬大廠，ADI公司擁有完善的測溫/控溫方案，從無源的電阻式溫度檢測器RTD、熱電偶Thermocouple (TC)，到直接電流/電壓模擬量輸出、SPI/IIC數(shù)字接口輸出的半導體溫度傳感器。
隨著工業(yè)生產的發(fā)展，溫度測量與控制十分重要，溫度參數(shù)的準確測量對輸出品質、生產效率和安全可靠的運行至關重要。作為一家高性能模擬大廠，ADI公司擁有完善的測溫/控溫方案，從無源的電阻式溫度檢測器RTD、熱電偶Thermocouple (TC)，到直接電流/電壓模擬量輸出、SPI/IIC數(shù)字接口輸出的半導體溫度傳感器。
與ADI合作三十多年的代理商——Excelpoint世健公司技術支持工程師Vincent Chen向我們介紹了ADI公司廣受歡迎的適用于工業(yè)接觸式RTD測溫的模擬前端AFE AD7124-4/8。
圖1：AD7124-4/8內部框圖
AD7124針對RTD測溫而優(yōu)化的豐富特性有以下幾點：
1）6種可編程匹配激勵電流，從50 µA、100 µA、250 µA、500 µA、750 µA到1 mA
2）xMux可將兩路恒流源，切至所需通道，靈活構成2/3/4線制PT100測溫
3）50 Hz/60 Hz同時抑制(25 SPS，40mS單周期建立,62dB rejection)
4）模擬輸入緩沖器AIN buffer，再加上8種PGA可編程增益，1-128 V/V，無需外部額外的調理電路
5）比例式Ratiometric測量，消除激勵電流源的精度和漂移等誤差源。
ADI官網(wǎng)可以檢索到測試驗證過的實驗室電路Circuit Note： 《CN-0381, 采用低功耗、精密、24位Σ-Δ型ADC的全集成式4線RTD測量系統(tǒng)》；以及《CN0383, 采用低功耗、精密、24位Σ-Δ型ADC的全集成式3線RTD測量系統(tǒng)》。
采用兩點校準和線性化，在−50℃至+200℃的溫度范圍內，3線系統(tǒng)的整體精度優(yōu)于±1℃。 在全功率模式、選擇sinc4濾波器、輸出數(shù)據(jù)速率為50 SPS的條件下，系統(tǒng)的典型無噪聲碼分辨率為17.9位；在低功耗模式、選擇后置濾波器、輸出數(shù)據(jù)速率為25 SPS的條件下，系統(tǒng)的典型無噪聲碼分辨率為16.8位。
圖2：溫度精度測量（Sinc4濾波器、全功率模式、50 SPS，僅執(zhí)行25℃一次性校準）
ADI出版的技術周刊《模擬對話Analog Dialogue》，解析了ADC前端R-C無源器件對測量精度的影響，詳見ADI官網(wǎng)的《RTD比率式溫度測量的模擬前端設計考慮》。
圖3：使用AD7124進行RTD測量的模擬輸入配置
一片AD7124-8最多可支持8路3線制RTD。若對EMC抗擾要求很高，建議改用右側的接法，一階無源濾波的R/C值，可以取大。此時一片AD7124-8，僅支持4路3線制RTD。
圖4：三線制的兩種接法，側重于通道密度或者EMC性能
AD7124靈活的硬件配置，需配合同樣靈活的軟件配置，來最終實現(xiàn)。共計有8種獨立設置（Channel Register不同于物理通道，甚至可以8/16路物理通道，采用同一套Config），每種設置包括以下四個寄存器：
• 配置寄存器 Config_N
• 濾波器寄存器 FILTER_N
• 失調寄存器 OFFSET_N
• 增益寄存器GAIN_N
圖5：差分和單端混合配置（使用多種公用設置）
ADI官網(wǎng)提供non-os的驅動代碼，一段典型的驅動初始化代碼，如下：
ADI官網(wǎng)提供non-os的驅動代碼，一段典型的驅動初始化代碼ADI官網(wǎng)提供non-os的驅動代碼，一段典型的驅動初始化代碼
以下為建議ADC配置流程：
據(jù)了解，在世健公司的技術支持下，多家業(yè)內知名的本土工控大廠采用AD7124-8設計的多通道RTD/TC測溫板卡，已量產上市。
關于世健——亞太區(qū)領先的元器件授權代理商
世健是完整解決方案的供應商，為亞洲電子廠商包括原設備生產商(OEM)、原設計生產商(ODM)和電子制造服務提供商(EMS)提供優(yōu)質的元器件、工程設計及供應鏈管理服務。
世健與供應商及電子廠商緊密協(xié)作，為新的科技與趨勢作出定位，并幫助客戶把這些最先進的科技揉合于他們的產品當中。集團分別在新加坡、中國及越南設有研發(fā)中心，專業(yè)的研發(fā)團隊不斷創(chuàng)造新的解決方案，幫助客戶提高成本效益并縮短產品上市時間。世健研發(fā)的完整解決方案及參考設計可應用于工業(yè)、無線通信及消費電子等領域。
世健是新加坡的主板上市公司，總部設于新加坡，擁有約750名員工，業(yè)務范圍已擴展至亞太區(qū)40多個城市和地區(qū)，遍及新加坡、馬來西亞、泰國、越南、中國、印度、印度尼西亞、菲律賓及澳大利亞等十多個國家。世健集團在2019年的年營業(yè)額超過9億7千萬美元。世健于1993年開始發(fā)展中國業(yè)務，中國區(qū)總部設于香港，并擁有11個分公司及辦事處、研發(fā)中心及物流中心，業(yè)務遍及中國多個城市和地區(qū)。
（來源：Excelpoint世健公司技術支持工程師Vincent Chen）
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