模块采用独立的模拟供电(5V)和数字供电(3V)。在印制板设计上,数字地与模拟地分离,在MSC1210芯片下相连。同样,为了进一步减少外界和数字电路对模拟电路部分的干扰,SPI接口与外部之间采用高速光电耦合连接。所有的电源以及信号接口采用统一的两边插针形式,便于直接插入主机母板。这里将比较有特色的标准热电阻测量以及信号调理电路绘出,如图3所示。
在图3中,分压电阻R12与R13为运算放大器U2提供一个参考电压,在R10上产生一个恒定的电流,经Q1输出。为了减少高精度低温漂电阻的使用数量,R10、R12、R13均采用普通电阻。使用高精度低温漂电阻Rr作为电流检测电阻,将输出电压信号经R2、R3送往MSC1210的一组差分输入端,恒定电流通过四线标准铂电阻Rs,将产生电压经R4、R5送入MSC1210的另一组差分输入端,经MSC1210进行四线法测量电阻的计算,以消除铂电阻温度计引线的影响。R2、R3、R4、R5是限流电阻,防止输入电压过高损坏MSC1210;D1、R6、C12提供一个参考电压,使MSC1210有合适的差分电压输入。由于使用MSC1210的内置电压标准输出,电容C9、C10、C11是不可缺少的。MSC1210具有内置PGA(1~128),因此无需放大电路即可直接测量微弱信号。
4 、高精度测温模块软件的描述
在多路高精度测温系统中,测温模块能独立进行数据采集、拟合修正、分度转换、与下位机的数据通讯,并通过SPI接口向上位机(主机)发送测量到的温度数据,接收上位机发来的控制指令,进行参数设置及校准操作。与上位机通讯的指令采用不定长的ASC代码指令,用不同的信令头(SOT)代表不同的控制,并有CRC纠错以保证数据正确传输,信令有统一的结束码(EOT)。