隨著工業生產的發展，溫度測量與控製十分重要
，溫度參數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於工業接觸式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線製PT100測溫

 

3）50 Hz/60 Hz同時抑製(25 SPS


，40mS單周期建立,62dB rejection)

 

4）模擬輸入緩衝器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測量係統》；以及《CN0383, 采用低功耗
、精密
、24位Σ-Δ型ADC的全集成式3線RTD測量係統》。

 

采用兩點校準和線性化，在−50℃至+200℃的溫度範圍內
，3線係統的整體精度優於±1℃。 在全功率模式、選擇sinc4濾波器
、輸出數據速率為50 SPS的條件下
，係統的典型無噪聲碼分辨率為17.9位；在低功耗模式
、選擇後置濾波器、輸出數據速率為25 SPS的條件下
，係統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線製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線製RTD。

 

圖4：三線製的兩種接法，側重於通道密度或者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。共計有8種獨立設置（Channel Register不同於物理通道

，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官網提供non-os的驅動代碼，一段典型的驅動初始化代碼ADI官網提供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：

 

據了解，在世健公司的技術支持下
，多家業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。

 

關於世健——亞太區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)和電子製造服務提供商(EMS)提供優質的元器件
、工程設計及供應鏈管理服務。

  世(shi)健(jian)與(yu)供(gong)應(ying)商(shang)及(ji)電(dian)子(zi)廠(chang)商(shang)緊(jin)密(mi)協(xie)作(zuo)，為(wei)新(xin)的(de)科(ke)技(ji)與(yu)趨(qu)勢(shi)作(zuo)出(chu)定(ding)位(wei)，並(bing)幫(bang)助(zhu)客(ke)戶(hu)把(ba)這(zhe)些(xie)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)科(ke)技(ji)揉(rou)合(he)於(yu)他(ta)們(men)的(de)產(chan)品(pin)當(dang)中(zhong)。集(ji)團(tuan)分(fen)別(bie)在(zai)新(xin)加(jia)坡(po)、zhongguojiyuenansheyouyanfazhongxin，zhuanyedeyanfatuanduibuduanchuangzaoxindejiejuefangan，bangzhukehutigaochengbenxiaoyibingsuoduanchanpinshangshishijian。shijianyanfadewanzhengjiejuefanganjicankaoshejikeyingyongyugongye、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
，總部設於新加坡，擁有約750名員工，業務範圍已擴展至亞太區40多個城市和地區，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年的年營業額超過9億7千萬美元。世健於1993年開始發展中國業務，中國區總部設於香港，並擁有11個分公司及辦事處、研發中心及物流中心，業務遍及中國多個城市和地區。

（來源：Excelpoint世健公司技術支持工程師Vincent Chen）