LTC1090系列高精度温度测量方案

最新推荐文章于 2025-10-31 16:42:42 发布

原创最新推荐文章于 2025-10-31 16:42:42 发布 · 397 阅读

8 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#LTC1090 # 温度测量 # 热电偶 # 热敏电阻 # 硅传感器

引言

精确温度测量是一个困难且非常常见的问题。无论是在记录温度、调节温度还是调整工艺以适应温度变化时，LTC1090系列数据采集系统都能在高炉温度与微控制器之间提供重要的连接环节。LTC1090系列的功能可使温度测量变得更简单、更经济且更精确。

高直流输入阻抗和减小量程操作可实现与许多标准温度传感器的直接连接。多路复用器选项允许单个芯片测量多达八个通道的温度信息。单电源工作、较低的功耗要求（~5mW）以及串行接口使远程位置成为可能。开关电源可进一步降低功耗（560pW），适用于电池应用。最后，由于很少有传感器具有高精度，精度高达0.1%，LTC1090系列的10位分辨率和0.05%精度非常适合大多数温度传感应用。

热电偶系统

图378.1所示电路用于测量炉子中的排气温度。10位的LTC1091A在0°C至500°C范围内提供0.5°C分辨率。LTC1052对热电偶信号进行放大和滤波，LT1025A提供冷端补偿，LT1019A提供精确参考。J型热电偶特性在微控制器内通过数字方式实现线性化。在相隔30°C的已知温度点之间进行线性插值，引入的误差小于0.1°C。用于线性化的代码可从凌力尔特公司（LTC）获取。LTC1091提供的1024步（比所需的1000步多出24步），即使存在热电偶曲率，也能确保0.5°C分辨率。

偏移误差主要由LT1025冷端补偿器引起，最大为0.5°C。增益误差因0.1%增益电阻以及LT1019A的输出电压容差和LTC1091A的增益误差而最大达到0.75°C。通过调节LT1019A或增益电阻可降低该误差。LTC1091A的线性度优于0.25°C。LTC1050的5μV偏移引入的误差可忽略不计（0.1°C或更小）。综合误差通常为0.5°C或更小。这些误差不包括热电偶本身的误差。在实际应用中，连接和导线误差在0.5°C至1°C之间并不少见。若谨慎处理，这些误差可控制在0.5°C以下。

LTC1091的通道1上的20k/10k分压器提供低电压检测功能（LT1019A基准需要最小供电电压6.5V以保持精度）。通过三线串行端口将数据从微控制器传输到LTC1091，可轻松实现远程位置通信。

热敏线性网络

图378.2展示了一个八通道0°C至100°C温度测量系统，分辨率为0.1°C。LTC1090的高直流输入阻抗和可调量程使其能够直接测量YSI热敏线性元件的输出。精度受传感器重复性和精密电阻限制，为0.25°C。

传感器输入电压（VIN），由于是比率式操作，因此不关键，通常设置为约1.5V以最小化自热。零刻度（COM引脚）和满刻度（REF+引脚）

热敏电阻

热敏电阻在较窄温度范围应用中是比热电偶等线性元件更经济的替代方案。在图378.2中，通道7用于对一个5kΩ热敏电阻的输出进行数字化。所示电阻器在30°C点附近线性化输出电压。输出在20°C至40°C范围内保持线性，精度达0.1°C，但在此范围外迅速变得非线性。通过软件校正非线性，可将该范围扩展至0°C至60°C。超出此范围后，热敏电阻的重复性误差将超过0.2°C，导致校正困难。