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技术专题
RTD传感器在没有(yǒu)精密電(diàn)流源的情况下测量
電(diàn)阻温度检测器（RTD）传感器的電(diàn)阻是通过施加精密電(diàn)流源并测量产生的電(diàn)压来测量的。这种方法通常需要一个精密的電(diàn)压基准来创建電(diàn)流源，然后是一个高质量的模数转换器（ADC）以测量電(diàn)压。
在室温下达到这一目标并不困难，但是当您认為(wèi)测量系统的温度可(kě)以在-40至+55 C°的范围内时，任務(wù)将变得更加艰巨。
解决此问题的蛮力方法是使用(yòng)昂贵的温度稳定電(diàn)压基准，ADC和其他(tā)组件，并结合软件校准来补偿参数的温度漂移。这种方法很(hěn)复杂，将无法实现限制传感器精度的高精度。
发现一种更好的方法是使用(yòng)精度為(wèi)0.1％的5 ppm /°C超稳定電(diàn)阻作為(wèi)RTD测量的参考。这种方法需要两个板载超稳定電(diàn)阻进行校准（1k和2k），以实现高RTD精度。这些電(diàn)阻器用(yòng)于校准RTD读数并补偿温度漂移误差。
该设计将Q1-Q3晶體(tǐ)管与R1電(diàn)阻结合使用(yòng)，以形成一个恒流源，该源使用(yòng)2.5V ADC基准電(diàn)压源提供约1mA的電(diàn)流（见图）。当相应的GPIO引脚被驱动為(wèi)低電(diàn)平时，校准電(diàn)阻R4和R5以及RT1和RT2 RTD传感器可(kě)以吸收该電(diàn)流。不用(yòng)时，GPIO引脚為(wèi)三态。在ADC输出端测量電(diàn)压。
Q1-Q3晶體(tǐ)管和R1電(diàn)阻形成一个恒流源，使用(yòng)2.5V ADC基准電(diàn)压源可(kě)提供约1mA的電(diàn)流
為(wèi)了进行校准，我们将需要读取两个電(diàn)阻并计算恒流源值和组合误差，我们将其称為(wèi)V Offset。校准后的I cc和V Offset值用(yòng)于转换RTD温度读数。
校准结果（请参见上表）使用(yòng)以下公式计算：
哪里：
R RTD是测得的RTD電(diàn)阻。
V ADC是ADC電(diàn)压读数。
I CC是某种恒定電(diàn)流源。
V Offset是累积误差的電(diàn)压偏移。请注意，此变量是多(duō)个误差電(diàn)压源的组合。因此，将其拆分(fēn)成多(duō)个组件以获得更好的精度可(kě)能(néng)是有(yǒu)益的（尽管不是必需的）。
要计算V Offset和I CC， 我们需要做一些假设以得出以下公式：
第一个假设：校准電(diàn)阻是理(lǐ)想的，其阻值分(fēn)别為(wèi)1,000-和2,000-Ω。
第二个假设： I CC電(diàn)流源在测量期间保持稳定。
第三个假设： ADC转换结果完美。
根据这些假设，我们可(kě)以这样写：
在公式2中，VCAL 1K和VCAL 2K表示施加I CC電(diàn)流时在校准電(diàn)阻上产生的電(diàn)压。
通过求解I CC和V Offset的 等式，我们得到以下等式：
实验装置测量
实验设置有(yǒu)两个校准電(diàn)阻和两个RTD安装在不同的位置。我们使用(yòng)了具有(yǒu)10位分(fēn)辨率的ADC和在室温下额定1k的表面贴装RTD。注意，上表中样品2和3之间的板温度变化时，校准值如何变化。
為(wèi)了收集数据，软件遵循以下步骤：
1. 读取校准電(diàn)阻和RTD上的ADC電(diàn)压電(diàn)平。
2. 使用(yòng)公式3 计算V 偏移。
3. 用(yòng)公式4 计算ICC。
4. 利用(yòng)公式1确定RTD電(diàn)阻。
5. 通过查表和分(fēn)段插值将RTD電(diàn)阻值转换為(wèi)温度。