采用RTD的高EMC性能精密温度测量解决方案

作者：Jon Geng，ADI 应用工程师  
Li Ke，ADI系统应用工程师  
Karl Wei，ADI核心应用工程师

简介

您是否想过如何设计一个具有高电磁兼容性(EMC)性能的精密温度测量系统？本文将讨论精密温度测量系统的设计考虑因素，以及如何在保持测量精度的同时提高系统的EMC性能。我们将以RTD温度测量为例介绍测试结果和数据分析，以便我们能够轻松地从概念开发出原型和产品并走向市场。

精密温度测量和EMC挑战

温度测量是模拟领域中最常用的一项检测技术。许多测量技术可用来检测环境温度。热敏电阻是一种小尺寸且简单的2线制方案，具有快速响应时间，但其非线性和有限的温度范围限制了其精度和应用。RTD是最稳定、最精确的温度测量方法。RTD设计的难点在于需要外部激励、复杂电路和校准。没有温度测量系统开发经验的工程师可能会气馁。热电偶(TC)可以提供坚固耐用、便宜、不同测量范围的解决方案，但完整的热电偶测温系统需要冷端补偿(CJC)。与热敏电阻、TC和RTD相比，新型的数字温度传感器可以直接通过数字接口提供校准的温度数据。精密温度测量需要高精度温度传感器和精密信号链来构成一个温度测量系统。TC、RTD和数字温度传感器的精度最高。精密信号链器件是可以获得的，可用来收集这些传感器信号并将其转换为绝对温度。在工业领域，达到0.1°C的精度是我们的目标。这种精度测量不包括传感器误差。表1比较了不同类型的温度传感器。

表1.不同类型温度传感器的比较

温度传感器类型

优点

缺点

热敏电阻

简单的2线方案，快速响应时间，小尺寸

非线性，温度范围有限，不如TC和RTD那样坚固耐用，需要激励，自发热会引起精度误差

RTD

最稳定、最精确，坚固耐用，易于连接和实现

需要外部激励，非线性，自发热会引起精度误差

热电偶

坚固耐用，自供电，便宜，支持不同的温度范围（J、K、T、E、R、S、B、N），适合远距离测量

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