-40°C 时的值: 84.27Ω

0°C 时值: 100Ω

85°C 时值: 132.80Ω

关于 PT100 的更多细节,请参见 Maxim 的》应用笔记 3450:“PT100 温度变送器的正温度系数补偿”。

电压分辨率

能够接受的最小电压分辨率可根据能够检测到的最小压力变化所对应的 VOUT 得到。极端情况为使用最低灵敏度的传感器,在最高温度和最低供电电压下进行测量。注意,式 1 中的偏移项不影响分辨率,因为分辨率仅与压力响应有关。

使用式 1 以及上述假设:

ΔVOUT min = 4.75V (0.05psi/count 150µV/V/psi × (1+ (-2500ppm/°C) × (85°C -25°C)) ≈ 30.3µV/count

所以: 最低 ADC 分辨率 = 30µV/count

输入范围

输入范围取决于最大输入电压和最小或者最负的输入电压。根据式 1,产生最大 VOUT 的条件是:最大压力(100psi)、最低温度(-40°C)、最大电源电压(5.25V)和 3mV/V 的偏移、-15µV/V/°C 的偏移温度系数、-2500ppm/°C 的 TCS、以及最高灵敏度的芯片(300µV/V/psi)。最负信号一般都在无压力(P=0)、电源电压为 5.25V、-3mV/V 的偏移、-40°C 的温度以及 OTC 等于+15µV/V/°C 的情况下出现。

再次使用公式 1 以及上述假设:

VOUT max = 5.25V × (100psi · 300µV/V/psi × (1+ (-2500ppm/°C) × (-40°C - 25°C)) + 3mV/V + (-0.015mV/V/°C) × (-40°C - 25°C)) - 204mV

VOUT min = 5.25 × (-3mV/V + (0.015mV/V/°C × (-40°C - 25°C))) - -21mV

因此:ADC 的输入范围 = -21mV 到+204mV

分辨位数

适用于本应用的 ADC 应具有 -21mV 到+204mV 的输入范围和 30µV/count 的电压分辨率。该 ADC 的编码总数为(204mV + 21mV)/(30µV/count) = 7500 counts,或稍低于 13 位的动态范围。如果传感器的输出范围与 ADC 的输入范围完全匹配,那么一个 13 位的转换器就可以满足需要。由于 -21mV 到+204mV 的量程与通常的 ADC 输入范围都不匹配,因此需要或者对输入信号进行电平移动和放大,或者选用更高分辨率的 ADC。幸运的是,现代的Σ-Δ转换器的分辨率高,具有双极性输入和内部放大器,使高分辨率 ADC 的使用变为现实。这些Σ-Δ ADC 提供了一个更为经济的方案,而不需要增加其它元器件。这不仅减小了电路板尺寸,还避免了放大和电平移位电路所引入的漂移误差。

工作于 5V 电源的典型Σ-Δ转换器,采用 2.5V 参考电压,具有±2.5V 的输入电压范围。为了满足我们对于压力传感器分辨率的要求,这种 ADC 的动态范围应当是:(2.5V - (- 2.5V))/(30µV/count) = 166,667 counts。这相当于 17.35 位,很多 ADC 都能满足该要求,例如 18 位的 MAX1400。如果选用 SAR ADC,则是相当昂贵的,因为这是将 18 位转换器用于 13 位应用,且只产生 11 位的结果。然而,选用 18 位(17 位加上符号位)的Σ-Δ转换器更为现实,尽管三个最高位其实并没有使用。除了廉价外,Σ-Δ转换器还具有高输入阻抗和很好的噪声抑制特性。

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