為具體應用選擇適當的溫度傳感器取決于待測溫度范圍和所需的精度。系統精度取決于溫度傳感器的精度和對傳感器的輸出數字化的模數轉換器(ADC)的性能。多數情況下，由于傳感器信號非常微弱，因此需要高分辨率ADC。Σ&電容器 電感器Delta; ADC具有高分辨率，并且這種ADC通常包含溫度測量系統所需的內置電路，例如激勵電流源。本文主要介紹可以利用的溫度傳感器[熱電偶、電阻溫度檢測器(RTD)、熱敏電阻器與熱敏二極管]和連接傳感器與ADC所需的電路，以及對ADC的性能要求。

　　熱電偶

　　熱電偶由兩種不同類型的金屬組成。當溫度高于零攝氏度時，在兩種金屬的連接處會產生溫差電壓，電壓大小取決于溫度相對于零攝氏度的偏差。熱電偶具有體積小、工作溫度范圍寬等優點，非常適合惡劣環境中的極高溫度(高達2300℃)測量。但是，熱電偶的輸出為mV級，因此需要經過精密放大才能作進一步處理。不同類型熱電偶的靈敏度也不一樣，一般僅為每攝氏度幾mV，因此需要高分辨率、低噪聲ADC。

　　圖1給出利用3通道、16/24位AD7792/AD7793 ΣΔ ADC的熱電偶系統。其片內儀表放大器首先對熱電偶電壓進行放大，然后通過ADC對放

大的電壓信號進行模數轉換。熱電偶產生的電壓偏置在地電平附近。片內激勵電壓源將其偏置到放大器線性范圍以內，因此系統能夠利用單電源工作。這種低噪聲、低漂移、片內帶隙基準電壓源，能夠確保模數轉換的精度，從而保證整個溫度測量系統的精度。

　　電阻溫度探測器

　　電阻溫度探測器的電阻隨著溫度變化而變化。電阻溫度探測器的常用材料是鎳、銅、鉑，其中電阻在100Ω ~ 1000Ω之間的鉑電阻溫度探測器是最常見的。電阻溫度探測器適用于在-200℃ ~ +800℃的整個溫度范圍內具有接近線性響應的溫度測量。一只電阻溫度探測器包括3根或4根導線。

　　熱敏電阻器

　　熱敏電阻器的電阻也隨著溫度的變化而變化，但是其精度不如電阻溫度探測器。熱敏電阻通常使用單電流電源。同使用電阻溫度探測器一樣，一個精密電阻器用于基準電壓源，一個電流源驅動該精密基準電阻器和熱敏電阻器，這意味著可以實現一種比率配置。這也說明電流源的精度并不重要，因為電流源溫漂既影響熱敏電阻器，同時也影響基準電阻器，因此抵消了漂移影響。在熱電偶應用中，通常利用熱敏電阻器進行冷接點補償。熱敏電阻器的標稱電阻值通常為1000Ω或更高。

　　熱敏二極管

　　也可以用熱敏二極管進行溫度測量：通過測量二極管（一般為晶體管的基極到發射極）的電壓計算溫度。采用兩種不同的電流分別通過熱敏二極管，測量在兩種情況下從基極到發射極的電壓。由于知道電流的比率，因此可以通過測量從基極到發射極電壓在兩種不同電流情況下的差，從而準確計算溫度。例如，我們將AD7792/AD7793的激勵電流源設置為10mA 與210mA (也可以選擇其它值)。首先，讓210mA的激勵電流通過二極管，利用ADC測量從基極到發射極的電壓。然后，利用10mA 激勵電流重復上述測量。這意味著電流降低到原來的1/21。在測量中電流絕對值并不重要，但是要求電流比率固定。

　　
　　對ADC的要求

　　溫度測量系統通常是低速(每秒采樣最多100次)的，因此窄帶ADC比較適合；但是，ADC必須具有高分辨率。窄帶與高分辨率的要求，使得ΣΔ ADC成為這種應用的理想選擇。在這種結構下，開關電容器電感廠家前端模擬輸入連續采樣，采樣頻率明顯高于有用帶寬。

　　ΣΔ調節器將采樣的輸入信號轉換為數字脈沖串，其“1”的密度包括數字量信息。ΣΔ調節其還能進行噪聲整形。通過噪聲整形，有用帶寬內的噪聲被移到有用帶寬以外，到達無用的頻率范圍。調節器的階數越高，在有用帶寬內對噪聲整形的作用就越明顯。但是，較高階調節器容易不穩定。因此，必須在調壓膜電感器節器階數與穩定性之間進行權衡。在窄帶ΣΔ ADC中，通常使用二階或三階調節器，器件穩定性良好。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠