由于通過(guò)測(cè)量溫度可對(duì)一個(gè)物理系統(tǒng)進(jìn)行多項(xiàng)的推斷，因此迄今為止溫度一直是實(shí)施電測(cè)量最多的物理參數(shù)。選擇溫度傳感器時(shí)，需要在準(zhǔn)確度要求、耐用性、成本、以及與被測(cè)媒體的兼容性等多個(gè)因素之間尋求某種平衡。例如：對(duì)于大批量或一次性的檢測(cè)應(yīng)用而言，像 MMBT3904 這樣的小信號(hào)晶體管因其低成本而成為一種富吸引力的選擇。雖然此類(lèi)傳感器相對(duì)簡(jiǎn)單，但要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度測(cè)量則需采用精細(xì)復(fù)雜的電路以消除諸如串聯(lián)電阻等影響。

LTC2991 系統(tǒng)監(jiān)視器內(nèi)置了這種精細(xì)復(fù)雜的電路，它能把一個(gè)小信號(hào)晶體管變成一個(gè)準(zhǔn)確的溫度傳感器。該器件不僅可在測(cè)量遠(yuǎn)端二極管溫度時(shí)提供 ±1°C的準(zhǔn)確度，還能測(cè)量其自身的電源電壓、單端電壓(0 至 VCC) 和差分電壓 (±325mV)。雖然 LTC2991 乍看起來(lái)是專(zhuān)為系統(tǒng)監(jiān)視器應(yīng)用而設(shè)計(jì)，但它所擁有的頂級(jí)性能還可使其適合于儀表應(yīng)用，例如在本文所述的高準(zhǔn)確度干濕計(jì)。


干濕計(jì)：遠(yuǎn)不像聽(tīng)上去那么“令人生畏”


干濕計(jì)是一種用于測(cè)量相對(duì)濕度的濕度表。濕度表采用了兩個(gè)溫度計(jì)，一個(gè)是干的 (干球)，而另一個(gè)則覆蓋了浸滿(mǎn)蒸餾水的織物 (濕球)。利用風(fēng)扇或通過(guò)搖擺儀器 (就像在“手搖干濕表”中那樣) 使空氣從兩個(gè)溫度計(jì)上面越過(guò)。然后，采用溫濕圖以根據(jù)干球和濕球溫度來(lái)計(jì)算濕度。另一方面，還有許多針對(duì)該用途的計(jì)算公式。在測(cè)試該電路的過(guò)程中我們使用了下面的公式。

具儀表級(jí)準(zhǔn)確度的系統(tǒng)監(jiān)視器用于測(cè)量相對(duì)濕度

圖 1 示出了一款基于 LTC2991 的干濕計(jì)。當(dāng)與 LTC2991的合適輸入相連接時(shí)，兩個(gè)晶體管可提供濕球和干球溫度讀數(shù)。


上面的公式將大氣壓力作為一個(gè)變量，在這里它由一個(gè) Novasensor NPP301-100 氣壓傳感器來(lái)確定 (利用配置為差分輸入的通道 5 至 6 進(jìn)行測(cè)量)。在 100kPa 氣壓下 (海平面上的壓力大約為 101.325kPa)，全標(biāo)度輸出是每 1V 激勵(lì)電壓為 20mV。


另外 LTC2991 還能測(cè)量其自身的電源電壓，在我們的電路中它就是用于激勵(lì)壓力傳感器的同一個(gè)電源軌。因此，可以很容易地利用壓力傳感器計(jì)算一個(gè)“比例式”結(jié)果，從而消除了激勵(lì)電壓所引起的誤差。


誤差預(yù)算


LTC2991 遠(yuǎn)端溫度測(cè)量準(zhǔn)確度保證可達(dá)到 ±1°C。圖2給出了顯示濕度中的誤差，其一源于最壞情況趨向中的 0.7°C 誤差；另一種則源自最壞情況趨向中的 0.7°C誤差以及壓力傳感器的最壞情況誤差。

試試吧！


LTC2991 (DC1785A) 演示軟件就如一個(gè)小禮物給您實(shí)現(xiàn)干濕計(jì)讀數(shù)，而這可在凌力爾特的 QuikEval 軟件套件中獲得。


演示板應(yīng)按圖 1 所示進(jìn)行配置。如欲獲知讀數(shù)，則只需在 DC1785A 軟件的安裝目錄中添加一個(gè)名為“tester.txt” 的文件即可。該文件的內(nèi)容無(wú)關(guān)緊要。軟件啟動(dòng)時(shí)，“Test mode enabled” (測(cè)試模式啟用) 消息應(yīng)顯示在狀態(tài)欄里，而且一個(gè) “Humidity” (濕度) 選項(xiàng)將出現(xiàn)在工具菜單中。隨后，就能把相對(duì)濕度讀數(shù)與準(zhǔn)確度級(jí)別相似的傳感器 (例如：阻性和電容性薄膜) 提供的讀數(shù)進(jìn)行比較。