AD7793以16.7 Hz的輸出數(shù)據(jù)速率工作。每讀取10個熱電偶轉(zhuǎn)換結(jié)果,就讀取1個熱敏電阻轉(zhuǎn)換結(jié)果。相應(yīng)的溫度等于:
溫度 = 熱電偶溫度 + 冷結(jié)溫度
AD7793的轉(zhuǎn)換結(jié)果由模擬微控制器ADuC832 處理,所得的溫度顯示在LCD顯示器上。
該熱電偶設(shè)計采用6 V(2節(jié)3 V鋰電池)電池供電。一個二極管將6 V電壓降至適合AD7793和模擬微控制器ADuC832的電平。ADuC832電源與AD7793電源之間有一個RC濾波器,用以降低進入AD7793的電源數(shù)字噪聲。
圖2顯示了T型熱電偶上產(chǎn)生的電壓與溫度的關(guān)系。圓圈內(nèi)的區(qū)域是從0°C到+60°C,該區(qū)域內(nèi)的傳遞函數(shù)接近線性。
圖2. 熱電偶電動勢與溫度的關(guān)系
當(dāng)系統(tǒng)處于室溫時,熱敏電阻應(yīng)指示室溫的值。熱敏電阻指示的是相對于冷結(jié)溫度的相對溫度,即冷結(jié)(熱敏電阻)與熱電偶的溫差。因此,在室溫時,熱電偶應(yīng)指示0°C。。
如果將熱電偶放在一個冰桶中,熱敏電阻仍舊測量環(huán)境(冷結(jié))溫度。熱電偶應(yīng)指示熱敏電阻值的負值,使得總溫度等于0。
最后,對于16.7 Hz的輸出數(shù)據(jù)速率和128倍的增益,AD7793的均方根噪聲等于0.088 μV。峰峰值噪聲等于:
6.6 × 均方根噪聲 = 6.6 × 0.088 μV = 0.581 μV
如果熱電偶的靈敏度恰好為40 μV/°C,則熱電偶的溫度測量分辨率為:
0.581 μV ÷ 40 μV = 0.014°C
圖3所示為實際的測試板。系統(tǒng)評估如下:分別在室溫時以及將熱電偶放入冰桶的情況下,測量熱敏電阻溫度、熱電偶溫度和分辨率。結(jié)果如表1所示。
圖3. 采用AD7793的熱電偶系統(tǒng)
從表1可知,熱電偶報告的溫度正確,熱敏電阻則有0.3°C的誤差。這是未包括線性化處理時的系統(tǒng)精度。如果對熱電偶和熱敏電阻進行線性化處理,系統(tǒng)精度將會提高,系統(tǒng)將能測量更寬的溫度范圍。
如果每讀取10次就計算一次最小與最大溫度讀數(shù)之差,則用溫度表示的峰峰值噪聲為0.02°C。因此,實際的峰峰值分辨率非常接近期望值。
常見變化
AD7793是一款低噪聲、低功耗ADC。其它合適的ADC有 AD7792 和 AD7785,這兩款器件具有與AD7793相同的特性組合,但AD7792為16位ADC,AD7785為20位ADC。
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