PDF《基于ADSl 2 48高精度测温装置的设计》

传感器断线检测功能设计中选用该 芯片可在不影响性能的情况下减少器件数量,ADC 的数据速率高达2 ksps,功耗仅为2.56 mw,芯片 集成度高,应用中可简化电路设计. 1.2 Ptl00四线制测阻值原理[3.4] 由于Ptloo的电阻范围很小,通常在几十欧姆 到一百几十欧姆,用Ptl00的电阻来表示温度的大 小,导线上等效的电阻将不能忽略,传统的测试方法 忽略了导线上等效的电阻势必将引起很大的误差, 对于高精度的测量,这么大的误差是不允许的.本 装置采用四线制测电阻的方法能够完全消除连接导 线上的等效电阻的影响,精度高稳定性好.测试电 路图如图1所示. 图1 四线制测量电阻阻值 Fig.1 Four-wire resistance measurement 如图l所示,四线制测温的时候在A点加入恒 流源,那么AB两端将产生一定的压降,这个压降包 括了导线上的等效电阻压降,这时不测量AB两端 而是测量口6两端的压降,这样就去除了导线上等效 电阻的压降,得到了恒流源经过电阻时产生的真实 压降,从而提高测温的精度. 1.3装置总体设计 装置的核心部分电路如图2所示. 如图2所示,让ADSl248集成的恒流源流经待 测热敏电阻和高精度电阻Ro,Ro两端的电压作为 ADSl248芯片ADC的参考电压.待测电阻Ptloo 的电压接到ADSl248的模拟输入口的AINo和AINl,AINO和AINl两端的电压经ADSl248的PGA放大,然后进行ADC,得到电压值,转换成电 阻值,最后对照Ptl00得出当前的温度值. IE)【co ^IN0 ―小\>

AJNl _]/ RE矸Io MCU ADSl248 /L \厂REFNO 图2测温电路 Fig.2 Temperature measurement circuit 图2的测温电路简单实用,它巧妙地利用 ADSl248的恒流源同时流经待测电阻R.和产生 ADC参考电压的电阻民,使得R.与R之间的电 压等于它们之间的电阻,避免了因为参考电压的误 差而引起的系统误差,也简化了软件编程的计算. 同时,这个电路可以进行热敏电阻的短路和断路检 测,当热敏电阻R.短路时,ADC的值为o,当R,断 路时,ADC的值为最大值.所以当ADC的值接近 于.或者接近于最大值时可以认为待测电阻已经短 路或者断路. 2装置软件设计 系统的软件控制程序流程如图3所示. 图3软件流程图 Fig.3 Flow chart of software 万方数据 第4期 张树青,等:基于ADSl248高精度测温装置的设计 由于本装置电路简单,而且选用了集成度很高 的ADSl248芯片,使得软件设计非常简单,选用一 般的单片机就可以满足要求,程序流程也很简单. 对芯片、单片机I/0接口等进行初始化后检测一下 电路的连接是否正常,如果正常直接采集ADC的值,然后转化为温度值.在每次采集ADC之前检 测一下待测电阻是否有断路或者短路情况. 在把ADC采集的值转换成温度值时,需要查 询Ptloo的电阻温度对应表,因为对应表内的数据 精确到了o.01 Q,现在假设电阻在O.01 Q间隔上 电阻与温度是线性关系.这种假设引入的误差最大 为1%. 当本系统用于要求精度高的测温系统时,需要 将温度数据做进一步处理,显示出来或者通过通信 接口传输到下一个系统(比如控制系统).........