Resumen: Muchas aplicaciones industriales, médicas y comerciales modernas requieren mediciones de temperatura con una precisión superior a ±0,3 °C en un rango de temperatura ampliado a un costo razonable y, a menudo, con un bajo consumo de energía. Este artículo demuestra una precisión absoluta y ±0,3 en un amplio rango de temperatura de -200 °C a +850 °C cuando se usa un detector de temperatura de resistencia de platino (PRTD) en combinación con un procesador moderno capaz de resolver las no linealidades. Describe cómo realizar mediciones con reproducibilidad más allá de °C. Calcule fórmulas de forma rápida y rentable. Este artículo es el segundo de una serie sobre PRTD. Primero, lea la nota de aplicación 4875, “La medición de temperatura de precisión requiere un detector de temperatura de resistencia de platino (PRTD) y un ADC Delta-Sigma de precisión”.
El sensor de temperatura PRTD de última generación y el ADC delta-sigma de alta resolución permiten una medición de temperatura de alta precisión y amplio rango
Resumen: Muchas aplicaciones industriales, médicas y comerciales modernas requieren mediciones de temperatura con una precisión superior a ±0,3 °C en un rango de temperatura ampliado a un costo razonable y, a menudo, con un bajo consumo de energía. Este artículo demuestra una precisión absoluta y ±0,3 en un amplio rango de temperatura de -200 °C a +850 °C cuando se usa un detector de temperatura de resistencia de platino (PRTD) en combinación con un procesador moderno capaz de resolver las no linealidades. Describe cómo realizar mediciones con reproducibilidad más allá de °C. Calcule fórmulas de forma rápida y rentable. Este artículo es el segundo de una serie sobre PRTD. Primero, lea la nota de aplicación 4875, “La medición de temperatura de precisión requiere un detector de temperatura de resistencia de platino (PRTD) y un ADC Delta-Sigma de precisión”.
Una versión similar de este artículo apareció en la edición del 21 de junio de 2012 de la revista EDN.
prólogo
En este artículo, analizaremos los convertidores de analógico a digital (ADC) delta-sigma y los procesadores modernos. Este DAS ofrece un alto rendimiento pero es rentable.
El DAS desarrollado que se presenta aquí resuelve rápidamente los desafíos matemáticos y de diseño y proporciona mediciones de temperatura precisas en todo el rango PRTD (-200 °C a +850 °C).
Un detector de temperatura de resistencia de platino (PRTD) es un dispositivo de detección de temperatura absoluta que puede garantizar mediciones repetibles en un rango de temperatura de -200 °C a +850 °C. Además, el platino es muy estable y no es susceptible a la corrosión ni a la oxidación. Por lo tanto, los PRTD ofrecen un rendimiento óptimo para aplicaciones industriales y médicas de precisión que requieren mediciones de temperatura precisas.
Los PRTD son dispositivos casi lineales. Se puede realizar una aproximación lineal calculando el cambio en la resistencia del PRTD en un rango de temperatura de -20 °C a +100 °C, según el rango de temperatura y otros criterios. 1 Rango de temperatura más amplio (-200 °C a +850 °C) Sin embargo, el estándar PRTD de medición de temperatura (EN 60751:2008) define el comportamiento de la resistencia del platino con la temperatura mediante un modelo matemático no lineal denominado ecuación de Callendar-Van Dusen haciendo.
Hace algunos años, la implementación de dichos algoritmos podía imponer restricciones técnicas y de costos en los diseños de DAS. Los procesadores modernos como el MAXQ2000 y las PC asequibles pueden resolver estos desafíos de manera rápida y rentable al tiempo que brindan a los usuarios pantallas gráficas fáciles de usar.
El uso de la ecuación de Callendar-Van Dusen con un DAS tan moderno reduce el error a niveles insignificantes en un amplio rango dinámico de -200 °C a +850 °C. La precisión es mejor que ±0,3 °C.
Ejemplo de diseño de DAS
El DAS descrito en este artículo proporciona mediciones de alta resolución y bajo nivel de ruido en un rango de temperatura lineal PRTD de -20 °C a +100 °C. Su precisión es de ±0,15% sin implementar la ecuación de Callendar-Van Dusen. Con el PRTD1000 (PTS1206-1000Ω), se puede lograr una resolución de temperatura superior a ±0,05 °C dentro de un rango dado usando un RTD de platino muy común que es rentable y de tamaño.
Este DAS simple utiliza el ADC delta-sigma de 24 bits MAX11200 para la conversión de datos y el procesador2 MAXQ2000 rentable y de bajo consumo para la adquisición de datos. DAS implementa algoritmos de linealización en la PC. También se pueden utilizar otros procesadores, controladores o DSP compatibles.
Los dispositivos PRTD como el PTS1206-1000Ω son opciones atractivas en el rango de temperatura de -55 °C a +155 °C. Esto se debe a que están disponibles en tamaños estándar de dispositivos de montaje en superficie (SMD). Esto es muy similar a los paquetes de resistencias de montaje en superficie. Los precios están en el rango bajo de $1. En el rango de temperatura de -50 °C a +500 °C, los PRTD de película delgada son una opción práctica y rentable. Las desviaciones de resistencia y temperatura se pueden controlar dentro de tolerancias de ±0,06 % y ±0,15 °C para EN 60751 Clase A. investigación.
La Figura 1 es un diagrama simplificado que muestra el DAS de precisión desarrollado para este artículo. Estoy usando el kit de evaluación (EV) MAX11200 ADC. El pin GPIO1 del MAX11200 está configurado como una salida que controla un interruptor de calibración de relé que selecciona una resistencia RCAL fija o un PRTD. Esta versatilidad mejora la precisión del sistema y reduce los cálculos necesarios al cálculo de valores iniciales para RA y RT, al tiempo que proporciona un diagnóstico superior del sistema.

Calcule R