ADI實驗室電路:集成冷結(jié)補償?shù)腒型熱電偶測量系統(tǒng)

AD7790是一款適合低頻測量應(yīng)用的低功耗、完整模擬前端，內(nèi)置一個低噪聲16位∑-△ADC，其中有一個可配置為緩沖或無緩沖模式的差分輸入端。

測試結(jié)果

衡量該電路性能的一個重要指標(biāo)是線性誤差量。在-25°C至+400°C范圍內(nèi)，AD8495的輸出精度在2°C以內(nèi)。在此范圍以內(nèi)或以外工作時，要實現(xiàn)更高的精度，必須在軟件中實施一種線性校正算法。CN-0271評估軟件使用NIST熱電電壓查找表來確保15°C至950°C范圍內(nèi)輸出誤差在1°C以內(nèi)。

圖2將AD8495與CN-0271系統(tǒng)的性能進(jìn)行了比較，并顯示了對ADC輸出進(jìn)行線性化校正后的結(jié)果。有關(guān)如何在軟件中實施此算法的詳情，請參見 AN-1087 應(yīng)用筆記使用AD8494/AD8495/AD8496/AD8497時的熱電偶線性化。

圖2. AD8495輸出誤差、CN-0271電路總誤差圖2. AD8495輸出誤差、CN-0271電路總誤差以及熱電偶非線性校正后的CN-0271電路總誤差

系統(tǒng)的噪聲性能對電路的精度也很重要。圖3顯示了1，000個測量樣本的直方圖。該數(shù)據(jù)是利用連接到EVAL-SDP-CB1Z系統(tǒng)演示平臺（SDP-B）評估板的 CN-0271 評估板獲得的。有關(guān)設(shè)置詳情，請參見“電路評估與測試”部分。

測得的峰峰值噪聲約為6 LSB （1 LSB = 4.9 V ÷ 65536 = 74.8μV），對應(yīng)于0.449 mV p-p和13.4位的無噪聲分辨率。

這表明轉(zhuǎn)換器并未降低無噪聲分辨率，因為從固定熱電偶輸入電壓所測分辨率而得到的無噪聲位數(shù)與根據(jù)AD8495的理論輸出噪聲而預(yù)測的無噪聲位數(shù)大致相同。

圖3. 120 Hz條件下1，000個樣本的碼字直方圖

常見變化

為了測量負(fù)溫度，需對基準(zhǔn)引腳施加一個電壓，以偏置0°C時的輸出電壓。 AD8495 的輸出電壓為：

VOUT = （TMJ × 5 mV/°C） + VREF

通過將電路修改為采用雙電源供電，可以測量完整的K型熱電偶范圍?200°C至+1250°C。AD8495采用單電源供電時，測量低于環(huán)境溫度的溫度時會得到非線性結(jié)果，因為輸出開始發(fā)生飽和，接近于供電軌。要在較低溫度條件下保持精度不變，請使用雙電源，或者通過對基準(zhǔn)引腳施加合適的偏移電壓對輸出進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

AD8494針對J型熱電偶進(jìn)行了校準(zhǔn)。AD8494和AD8495針對0°C和50°C之間的基準(zhǔn)結(jié)進(jìn)行了優(yōu)化。

AD8496 （J型）和 AD8497（K型）針對25°C和100°C之間的基準(zhǔn)結(jié)進(jìn)行了優(yōu)化。