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長雙絞線讀取數字溫度傳感器

星星科技指導員 ? 來源:ADI ? 作者:ADI ? 2023-01-13 10:41 ? 次閱讀

該電路是用于遠程IC傳感器的簡單而經濟的接口溫度傳感器(MAX6576)為絕對溫度周期轉換器,將傳感器與必要的信號電子元件集成在一起,使用雙絞線電纜連接到接收器(MAX9140比較器),為傳感器傳輸電力和信號。

中檔、中低精度溫度測量(考慮尺寸、成本、性能和易用性)的最佳選擇是IC溫度傳感器,假設要與傳感器接口的電路位于同一電路板或同一盒子中。大多數IC溫度傳感器設計用于其所連接的電路附近的應用,因此在單個IC中包含傳感、數字化和信號處理功能,大大簡化了此類傳感器和數據采集接口的設計。

然而,某些應用需要從遠離電源和數據處理電子設備的位置采集溫度數據。您必須格外小心使用此類系統,因為來自遠程傳感器的信號的任何劣化都會降低測量質量。

選擇在測量點(傳感器附近)對信號進行數字化和處理會大大降低信號完整性問題,但這種方法也會使互連復雜化,并引發為電路供電的問題。任一設計選項(遠程信號處理或傳感器信號處理)都需要復雜或昂貴的布線,或兩者兼而有之。

圖1所示電路為遠程IC熱傳感器提供了一個簡單而經濟的接口。溫度傳感器(MAX6576)為絕對溫度周期轉換器,將傳感器與必要的信號電子元件集成在一起。它使用雙絞線電纜連接到接收器(一個簡單的比較器),該雙絞線電纜同時為傳感器傳輸電力和來自傳感器的信號。

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圖1.這兩個IC支持通過雙絞線電纜遠程采集溫度數據。

圖2、圖3和圖4顯示了在傳感器和接收器之間使用60cm(約2英尺)短電纜連接的電路波形。圖5和圖6顯示了使用1000m(約3300英尺)雙絞線電纜連接的接收器輸入和輸出脈沖。測量接收器的脈沖間輸出抖動(其中總測量誤差是抖動與信號周期的比值)表明,即使使用長電纜,抖動影響也可以忽略不計。

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圖2.接收器輸出脈沖使用2英尺短電纜,20μs/cm。

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圖3.接收器輸出脈沖使用短的 2 foot 電纜,400μs/cm。

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圖4.2 英尺短電纜的接收器輸入脈沖。

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圖5.3000 英尺長電纜的接收器輸入脈沖。

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圖6.接收器輸出脈沖,用于 3000 英尺長的電纜。

如圖1所示連接TS0和TS1端子時,MAX6576的數字化轉換常數為10μs/K。如圖3所示,室溫(300K)下的輸出脈沖周期為3ms,對應于約333Hz的重復頻率。

在接收端,您可以使用微控制器執行的簡單定時器/計數器例程從比較器輸出脈沖中恢復溫度數據,或者使用與接收脈沖同步的恒定斜率線性鋸齒發生器以模擬形式恢復溫度數據,然后使用峰值采樣/保持(S/H)轉換器。這種傳輸方案也可以與溫度-頻率轉換器和其他傳感器一起使用。

審核編輯:郭婷

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