基于 RTD 的测量系统的过压保护
时间：2024-06-13 18:37:12
是不是能够设想一个具有过压维护性能的残缺 RTD 模块？RTD（电阻温度检测器）能够供应卓越的稳定性和准确性，并缩小噪声和滋扰的影响。RTD 传感器能够由 2 线、3 线或 4 线版本构成，而且需求鼓励电流来发生输入电压。
AD7124-4/AD7124-8 包括两个立室精良的电流源、一个 PGA、参考缓冲器和诊断性能，异常适宜高可靠性 RTD 模块。
在工业环境中，操纵欠妥、连贯欠妥和电线袒露通常会致使过压毛病，从而毁坏电子设置装备摆设并致使由此造成的不良前因。过压维护才能是 RTD 模块的关头规格。除了刹时过压维护外，实践生产中还必须思量速决的过压维护。
本文将重点先容如作甚基于 AD7124 的具有过压维护性能的多线 RTD 模块以及过压维护和检测多路复用器和通道保护器供应团体解决计划。本文能够赞助设想职员懂得此要领并抉择适宜的器件。
关于过压维护性能，有如下三种可选解决计划：
在 ADC 引脚前应用串连电阻能够轻松维护 AD7124。这些引脚包孕模仿输出和鼓励输入引脚，但电阻会限定遵从电压。
电流源的维护可以用分立元件来完成。这类解决计划能够完成更高的过压维护和更大的电压遵从性。然而，开关和多路复用器依然暴露在内部。
ADI 的过压维护和检测开关、多路复用器和通道保护器（ADG52xxF 和 ADG54xxF）可用于 RTD 模块维护和分歧路线 RTD 传感器切换。这些部件可在通电和断电模式下供应 ±55 V 毛病电压维护，并可完成拥有闩锁免疫力的毛病检测。它们的高密度封装占用的 PCB 面积比传统解决计划小得多。
基于AD7124的RTD模块
AIN0 供应鼓励电流，AD7124 集成基准缓冲器和 PGA，REFIN 和 AIN 为高阻抗输出，是以流过 RTD 传感器和基准电阻的电流沟通。ADC 转换结果是输出电压 (VRTD) 与基准电压 (VREF) 的比值，即是 RRTD 与 RREF 的比值。假如 RREF 是已知的、高精度且稳固的基准电阻，则能够经由过程 RREF 值和 ADC 转换效果计算出 RRTD。
经由过程应用 4 线 RTD 设置，体系可完成高精度和高可靠性，并可排除引线电阻惹起的偏差。是以，本钱高于 3 线或 2 线设置。图 2 表现了基于 AD7124 的 3 线 RTD 丈量，这是功能和本钱之间的调和。
两个集成且立室精良的电流源有助于 3 线 RTD 丈量。VREF 和 VRTD 可以用如下两个函数暗示：
关于2线RTD，因为引线电阻惹起的偏差无奈排除，但这类范例的RTD传感器的本钱低于其余传感器，而且AD7124-8能够设置为2线RTD传感器，如图3所示。
图 4：不同线传感器的 RTD 接口
图 7：在 ADC输出引脚增添限流电阻
这些电阻外部钳位二极管能够避免必定水平的正向和负向产生正向或负向毛病时，电流将流过
这些电阻外部钳位二极管能够避免必定水平的正负产生毛病时，电流将流过电阻外部钳位二极管到 AVDD 或 AVSS依据 AD7124 的绝对规格，电流必需限定在 10 mA如下假如 RLimit即是 3 kΩ，该模块能够避免 ±30速决过压。 除了AD7124-8模仿引脚外，开关管也暴露在高压下是以抉择能防护±30V电压的器件已往几年，光MOS和继电器被用于这些场所价钱高、封装限定使用局限。
AD7124-4/AD7124-8 包括两个立室精良的电流源、一个 PGA、参考缓冲器和诊断性能，异常适宜高可靠性 RTD 模块。
在工业环境中，操纵欠妥、连贯欠妥和电线袒露通常会致使过压毛病，从而毁坏电子设置装备摆设并致使由此造成的不良前因。过压维护才能是 RTD 模块的关头规格。除了刹时过压维护外，实践生产中还必须思量速决的过压维护。
本文将重点先容如作甚基于 AD7124 的具有过压维护性能的多线 RTD 模块以及过压维护和检测多路复用器和通道保护器供应团体解决计划。本文能够赞助设想职员懂得此要领并抉择适宜的器件。
关于过压维护性能，有如下三种可选解决计划：
在 ADC 引脚前应用串连电阻能够轻松维护 AD7124。这些引脚包孕模仿输出和鼓励输入引脚，但电阻会限定遵从电压。
电流源的维护可以用分立元件来完成。这类解决计划能够完成更高的过压维护和更大的电压遵从性。然而，开关和多路复用器依然暴露在内部。
ADI 的过压维护和检测开关、多路复用器和通道保护器（ADG52xxF 和 ADG54xxF）可用于 RTD 模块维护和分歧路线 RTD 传感器切换。这些部件可在通电和断电模式下供应 ±55 V 毛病电压维护，并可完成拥有闩锁免疫力的毛病检测。它们的高密度封装占用的 PCB 面积比传统解决计划小得多。
基于AD7124的RTD模块
比率丈量在RTD模块中使用普遍，由于它能够排除鼓励电流源的偏差和漂移。图1是基于AD7124-8的4线RTD丈量典范图。
图 1：基于 AD7124-8 的 4 线 RTD 比率丈量
图 2：基于 AD7124-8 的 3 线 RTD 比率丈量
AIN0供应鼓励电流，AD7124集成基准缓冲器和PGA，REFIN和AIN为高阻抗输出，是以沟通的电流流过RTD传感器和基准AIN0 供应鼓励电流，AD7124 集成基准缓冲器和 PGA，REFIN 和 AIN 为高阻抗输出，是以流过 RTD 传感器和基准电阻的电流沟通。ADC 转换结果是输出电压 (VRTD) 与基准电压 (VREF) 的比值，即是 RRTD 与 RREF 的比值。假如 RREF 是已知的、高精度且稳固的基准电阻，则能够经由过程 RREF 值和 ADC 转换效果计算出 RRTD。
经由过程应用 4 线 RTD 设置，体系可完成高精度和高可靠性，并可排除引线电阻惹起的偏差。是以，本钱高于 3 线或 2 线设置。图 2 表现了基于 AD7124 的 3 线 RTD 丈量，这是功能和本钱之间的调和。
两个集成且立室精良的电流源有助于 3 线 RTD 丈量。VREF 和 VRTD 可以用如下两个函数暗示：
AD7124 拥有两个立室精良的电流源，这意味着 IEXC0 靠近或即是 IEXC1，而且引线电阻 RL1 和 RL2 异常类似。函数能够暗示为：
将转换代码抒发为这两个函数的组合：
依据该函数能够经由过程转换效果和参考电阻值计算出RTD电阻值.
关于2线RTD，因为引线电阻惹起的偏差无奈排除，但这类范例的RTD传感器的本钱低于其余传感器，而且AD7124-8能够设置为2线RTD传感器，如图3所示。
实践使用中，不少工业客户请求RTD模块的同一个接口能够连贯多种分歧范例的RTD传感器，以便利均衡RTD传感器的本钱和功能。图4给出了RTD模块的通用接口，能够支撑不同线制的RTD传感器。
图 4：不同线传感器的 RTD 接口
因为这一请求，这类范例的 RTD 模块需求经由过程固件轻松设置，以顺应不同线制的 RTD 传感器。图 5 表现了基于一个 AD7124-8 及其开关的不同线制 RTD 传感器的框图。AD7124-8 可支撑 4 通道、2 线/3 线/4 线 RTD 丈量。
在AD7124每一个引脚上增添限流电阻能够轻松为AD7124供应维护。
图 7：在 ADC输出引脚增添限流电阻
这些电阻外部钳位二极管能够避免必定水平的正向和负向产生正向或负向毛病时，电流将流过
这些电阻外部钳位二极管能够避免必定水平的正负产生毛病时，电流将流过电阻外部钳位二极管到 AVDD 或 AVSS依据 AD7124 的绝对规格，电流必需限定在 10 mA如下假如 RLimit即是 3 kΩ，该模块能够避免 ±30速决过压。
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