Temperatursensor-Projekt: Widerstandstemperaturfühler (RTD)

Dies ist Teil vier einer Serie, in der wir uns alle Haupttypen von Temperatursensoren ansehen, die Sie in einem Elektronikprojekt verwenden könnten. Wir betrachten die verschiedenen Möglichkeiten, diese unterschiedlichen Sensoren in einem Design zu implementieren. Am Ende der Serie werden wir die Sensoren und Implementierungen in einem Wettbewerb unter realen Bedingungen gegeneinander antreten lassen. Diese Tests unter realen Bedingungen geben uns ein besseres Verständnis dafür, wie sich verschiedene Sensoren verhalten und auf wechselnde Bedingungen reagieren, sowie wie linear und genau sie die Temperatur erfassen können.

Wie bei meinen Projekten können Sie die Design-Dateien für dieses Projekt unter der Open-Source-MIT-Lizenz auf GitHub finden. Sie sind frei, die Schaltungen oder das Projekt zu verwenden, wie Sie möchten, auch für kommerzielle Projekte. Sie finden Details zu den Widerstandstemperaturdetektoren, über die wir sprechen, sowie eine Reihe anderer Widerstandstemperaturdetektoren in meiner umfangreichen Open-Source-Altium Designer Library. Dort finden Sie auch Details zu allen anderen Arten von Temperatursensoren und einer riesigen Auswahl verschiedener Komponenten, die ebenfalls in dieser Bibliothek enthalten sind.

In diesem Teil der Serie betrachten wir Widerstandstemperaturfühler (RTD), die zu den genauesten Temperaturmessungselementen gehören, zu denen wir einfachen Zugang haben. Ich beziehe mich hier absichtlich auf „Elemente“, da die integrierten Schaltkreise und mikroelektromechanischen Systeme (MEMS), die wir in kommenden Artikeln betrachten werden, präziser sein können und einen lineareren Ausgang haben. Der RTD-Sensor ist im Wesentlichen eine Art Widerstand, dessen Wert sich mit einer sehr präzisen Rate ändert, wenn sich die Temperatur ändert.

Temperatursensoren sind für viele Industrien von entscheidender Bedeutung. Selbst auf Ihrer Leiterplatte kann ein Temperatursensor verwendet werden, um die Genauigkeit der von anderen Sensoren erhaltenen Daten zu gewährleisten, sowie um Ihre Platine vor Überhitzung zu schützen. In dieser Serie werden wir uns eine Reihe verschiedener Sensortypen ansehen und wie man sie am besten verwendet. Wir werden uns ansehen:

• Negative Temperature Coefficient (NTC) Thermistoren
• Positive Temperature Coefficient (PTC) Thermistoren
• Widerstandstemperaturfühler (RTD)
• Analoge Temperatursensor-ICs
• Digitale Temperatursensor-ICs
• Thermoelemente

In der Einführung zu dieser Serie über Temperatursensoren haben wir zwei Projektvorlagen erstellt, die es uns ermöglichen, eine standardisierte Testumgebung für die verschiedenen Temperatursensoren zu haben, jeweils mit der gleichen Schnittstelle und dem gleichen Steckplatz. Eines dieser Projekte ist für digitale Temperatursensoren konzipiert und das andere für analoge Temperatursensoren. In diesem Artikel werden wir beide nutzen, wobei die digitale Projektvorlage für einen hochauflösenden ADC und die analoge Vorlage für alle anderen Implementierungen verwendet wird.

Wir werden am Ende der Serie zwei Host-Boards für diese Sensorkarten bauen, eines entworfen, um eine einzelne Karte für Validierungszwecke zu testen, und das andere entworfen, um eine Stapelung von Karten zu verbinden. Dieses zweite Host-Board, mit mehreren darauf montierten Sensoren, ist das, was wir verwenden werden, wenn wir die Leistung aller Sensorenimplementierungen miteinander vergleichen.

Widerstandstemperaturfühler (RTD)

Widerstandstemperaturfühler, oder kurz RTDs, haben eine ähnliche Implementierung wie ein Thermistor, sind aber im Allgemeinen genauer. Während ein Thermistor mit einer Genauigkeit von 1% als präzise und akzeptabel gilt, ist ein RTD-Sensor mit einer Toleranz von 0,1% nicht ungewöhnlich. Die Kosten sind für einen RTD-Sensor deutlich höher als für einen Thermistor, aber das ist der Kompromiss für eine bessere Präzision. Zusätzlich zu den engeren Toleranzen des RTD im Vergleich zu den Thermistoren, die wir im Artikel über NTC-Thermistoren betrachtet haben, hat ein RTD-Sensor auch eine viel linearere Temperaturkurve, was die Nutzung des gemessenen Widerstands viel einfacher zu implementieren macht.

Nickelbasierte Widerstandstemperaturfühler neigen dazu, eine niedrigere maximale Messungstemperatur als ihre Platin-Gegenstücke zu haben. Platin-Detektoren sind in der Lage, Temperaturen weit über den Schmelzpunkt von Lötzinn zu messen, daher findet man sie für Hochtemperaturanwendungen oft an einem Kabel montiert, das mittels Crimpverbindungen befestigt ist, oder in ein Sonden-Gerät eingebaut, anstatt nur als oberflächenmontiertes Bauteil. Viele Widerstandstemperaturfühler funktionieren auch am unteren Ende des Bereichs recht gut, mit einer signifikanten Anzahl von Optionen auf dem Markt für Betriebstemperaturen, die weit unter dem liegen, was man im Allgemeinen in der natürlichen Umgebung findet. Oberflächenmontierte RTD-Komponenten haben typischerweise nur einen Betriebstemperaturbereich ähnlich den meisten anderen oberflächenmontierten Teilen (ungefähr -55°C bis 175°C). Jedoch können bleimontierte RTD-Komponenten in einem Bereich von -200°C bis 850°C betrieben werden.

Im Gegensatz zu Thermistoren, die den Widerstand bei 25°C als ihren Spezifikationswiderstand definieren, verwenden RTD-Sensoren den Widerstand bei 0°C als ihren Spezifikationswiderstand.

Wie bei den Thermistoren ist es entscheidend, den Stromfluss durch den Detektor zu reduzieren, um sicherzustellen, dass Sie die genaue Temperatur präzise messen können, ohne das Ergebnis durch Selbstheizungseffekte zu beeinflussen. Typischerweise möchten Sie den Strom, der durch ein RTD fließt, zwischen 0,1 mA und 1,5 mA halten. RTDs tendieren dazu, viel niedrigere Widerstandswerte als ein Thermistor zu haben, sodass ein höherer Stromfluss ein schwerwiegendes Selbstheizungsproblem verursachen kann, wenn dies nicht kontrolliert wird. Das bedeutet, dass Sie höchstwahrscheinlich eine alternative Methode zum Einsatz eines einfachen Spannungsteilers verwenden müssen, um eine genaue Messung vorzunehmen.

RTD-Sensorimplementierung: Spannungsteiler

Ein einfacher Schaltkreis wie ein Spannungsteiler wird für die Verwendung mit einem RTD-Sensor nicht empfohlen. Der geringe Widerstand des Detektors bedeutet, dass Sie einen kleinen Eigenerwärmungseffekt erleben werden, der dazu führt, dass Ihre Messungen ungenau sind, insbesondere bei Verwendung eines 100-Ohm-Sensors, wie wir ihn hier betrachten werden. Wir könnten den Spannungsteiler für die 1-Kiloohm-RTDs, die wir verwenden möchten, implementieren; jedoch wird das nicht so viel Spaß machen! Mit dem 100-Ohm-RTD hoffen wir, sehen zu können, dass ein Spannungsteiler eine viel schlechtere Leistung zeigt und warum die Verwendung alternativer Topologien trotz ihrer zusätzlichen Komplexität eine viel bessere Idee ist. Bei 0°C sollten wir erwarten, dass etwa 16,5 mA Strom durch den RTD-Sensor fließen, das Doppelte dessen, was das ideale Maximum wäre, und ich bin neugierig zu sehen, wie dies die wahrgenommene Temperatur beeinflusst.

Die Leiterplatte für diese Umsetzung ist so einfach, wie man es erwarten würde, mit nur zwei zusätzlichen Komponenten im Vergleich zur Projektvorlagenplatine.

Noch einmal, dies ist eine ziemlich schlechte Idee für eine RTD-Umsetzung. Sie wird selbst zu viel Wärme erzeugen, um ihre Präzision und Toleranzen nutzen zu können. Lassen Sie die einfachen Spannungsteiler den Thermistortyp-Geräten über.

RTD-Umsetzung: Grundlegende Wheatstone-Brücke

Eine der genauesten Methoden, um den Widerstand zu messen, ist die Verwendung einer Wheatstone-Brücke. Eine Wheatstone-Brücke verwendet zwei ausgeglichene Zweige in einer Brückenschaltung, um den unbekannten Widerstand eines Widerstands in einem der vier Zweige zu messen. Wenn dieser unbekannte Widerstand ein Gerät wie ein RTD-Sensor ist, können wir eine extrem genaue Messung des Widerstands dieses Geräts vornehmen. Diese Schaltung liefert eine Spannungsänderung, wenn sich der Widerstand ändert, was einem Mikrocontroller oder einem anderen Überwachungsgerät ermöglicht, den Widerstand des unbekannten Elements - in diesem Fall des RTD - zu messen.

Ich plane, einen Mikrocontroller auf den Host-Boards zu verwenden, die wir später in dieser Serie bauen werden. Diese werden über differentielle Eingänge und einen 16-Bit-ADC verfügen, der mit diesen Pins verbunden ist. Das bedeutet, dass wir die Wheatstone-Brücke direkt an die differentiellen ADC-Eingänge des Mikrocontrollers anschließen können. Dies wird uns nicht so viel Präzision bieten wie eine verstärkte Wheatstone-Brücke, über die wir später in diesem Artikel sprechen werden. Es bedeutet jedoch, dass wir auch keinen mit dem Verstärker verbundenen Fehler oder Bias in das System einführen, was die Test- und Werkskalibrierungsanforderungen des Geräts reduziert. Dies gibt uns auch die Möglichkeit, den rohen Ausgang einer Wheatstone-Brücke mit einem RTD-Sensor zu betrachten.

Wenn die Auflösung des Ausgangs für die Anwendung ausreichend ist und ein ADC mit differentiellen Eingängen verfügbar ist, handelt es sich um eine einfache Implementierung. Mit dem Zusatz eines Operationsverstärkers oder Instrumentenverstärkers kann die differentielle Spannungsausgabe der Wheatstone-Brücke erhöht werden, was eine nutzbarere Spannung liefert, die besser für die typische Auflösung von ADCs geeignet ist und mit ADCs kompatibel ist, die keine differentiellen Eingänge haben.

Die Wheatstone-Brücke wird null Volt über die Ausgänge haben, wenn sie perfekt ausbalanciert ist. Da es sich um einen ausbalancierten Schaltkreis handelt, müssen wir hochpräzise Widerstände verwenden, um dies zu erreichen. Da dies zudem als Temperatursensor verwendet wird, müssen wir Widerstände mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten verwenden, um Fehler zu minimieren. Alle Widerstände, die ich verwende, haben eine Toleranz von 0,1% und einen Temperaturkoeffizienten von 25 ppm/°C.

Für ein RTD, wie oben eingerichtet, bedeutet dies, dass die Brücke bei einer Temperatur von 0°C ausgeglichen ist, da beide Seiten der Brücke bei 0°C dasselbe Potenzial haben. Bei der maximalen Sensortemperatur von etwa 150°C sollten wir eine Potenzialdifferenz von etwa 0,344 V erwarten. Bei der minimalen Sensortemperatur von -50°C sollten wir eine Potenzialdifferenz von etwa -0,106 V sehen. Beachten Sie, dass diese Spannungswerte relativ zueinander sind; wir erzeugen tatsächlich kein negatives Spannungspotenzial, wenn es auf den Boden bezogen wird. Sie werden feststellen, dass dies ein sehr kleiner Spannungsbereich ist. Ein größerer Bereich könnte erreicht werden, indem kleinere Widerstandswerte auf der „oberen“ Seite der Brücke verwendet werden. Dies würde jedoch die Menge an Strom überschreiten, die wir durch das RTD fließen lassen möchten. Das Einsetzen eines zusätzlichen Widerstands in Serie mit der 5-V-Versorgung könnte dies ausgleichen, indem der Gesamtstromfluss reduziert wird.

Auch bei dieser geringen Spannungsänderung über den Temperaturerfassungsbereich sollte der ADC im NXP Kinetis, den ich auf den Host-Boards verwenden möchte, immer noch etwa 0,02°C Schritte für die ADC-Auflösung liefern. Dies ist eine ausreichende Auflösung für die meisten praktischen Anwendungen.

Sie haben vielleicht bemerkt, dass ich diesen Schaltkreis mit 5 V statt der sauberen 3,3 V betreibe, die wir für alles andere verwendet haben. Die Verwendung der 5-V-Versorgung vom USB-Port, der das Board mit Strom versorgt, gibt uns einen etwas größeren Spannungsbereich am Ausgang. Da die Wheatstone-Brücke ausgeglichen ist, wird jedes gemeinsame Modusrauschen automatisch vom Schaltkreis abgelehnt, sodass ein wenig Rauschen auf der Versorgung vom USB kein großes Problem darstellt, selbst ohne viel Filterung auf dem Board.

Vielleicht ist Ihnen auch aufgefallen, dass dieses Board eine andere Reihenfolge der analogen Kanäle hat; es war einfach einfacher, diese analogen Ausgänge auf einem neuen Stapel zu platzieren, da wir mehr als zehn analoge Eingänge zum Mikrocontroller haben werden. Es macht keinen Unterschied, ob die Eingänge in einer anderen Reihenfolge als in dem Artikel sind.

Für dieses PCB habe ich die anderen Widerstandselemente der Brücke auf der anderen Seite des thermischen Bruchs auf dem Board platziert. Ich erwarte nicht, dass die von diesen Komponenten erzeugte Wärme die gemessene Temperatur beeinflusst, und es hält die Boards konsistent, mit dem Temperatursensor immer innerhalb des thermischen Bruchs.

RTD-Implementierung: Operationsverstärker mit Fehlerkompensation

Was ist, wenn Ihr Mikrocontroller keinen differentiellen ADC hat oder vielleicht sogar keinen hochauflösenden ADC besitzt? Um die höchste Messgenauigkeit zu erzielen, bevorzuge ich die Verwendung eines 24-Bit- oder besseren Analog-Digital-Umsetzers mit eingebautem programmierbaren Verstärker. Wir werden uns diese Option später in diesem Artikel ansehen.

Obwohl eine Wheatstone-Brücke eine fantastische Methode ist, um einen unbekannten Widerstand zu messen, hat das RTD immer noch einige Nichtlinearitäten, die die Messungen beeinflussen werden. Es gibt eine Alternative, ein kostengünstiges Schaltbild, das wir verwenden können, um den Widerstand des RTD zu messen und gleichzeitig den Ausgang des Sensors zu linearisieren, um eine genauere Messung zu ermöglichen. In der unten gezeigten Schaltung liefert R4 eine Erregungsspannung von knapp unter 1 mA an unser RTD (R5). Um den Ausgang zu linearisieren, liefert R3 einen Erregungsstrom, der mit steigender Temperatur zunimmt, was hilft, eventuelle Nichtlinearitäten des RTD-Elements zu kompensieren.

Die für dieses Schaltbild ausgewählten Komponenten sollen eine Ausgangsspannung von 1,65 V bei 0°C liefern; jedoch werden wir aufgrund der Notwendigkeit, Standardwertkomponenten zu verwenden, einen tatsächlichen Wert erhalten, der ein wenig abweicht. Das Ziel ist es, einen Gewinn von etwa 25 mV/°C zu bieten, sodass wir bei der maximalen Erfassungsreichweite des Sensors von 150°C den Eingangsspannungsbereich für den ADC des Mikrocontrollers maximieren, indem wir ein 3,3 V Signal bereitstellen. In der Realität werden wir bei Verwendung von realen Komponenten eine Eingangsspannung von etwa 3,27 V bei 150°C erhalten.

Diese Schaltung sollte uns über den gesamten Betriebsbereich des Sensors einen sehr kleinen Temperaturfehler liefern.

Der in dieser Schaltung verwendete Operationsverstärker benötigt eine negative Versorgung, um in der Lage zu sein, über den gesamten Temperaturbereich, den wir messen werden, zu erfassen und auszugeben. Negative Spannungen werden heutzutage oft als etwas „gruselig“ für neue oder weniger erfahrene Ingenieure betrachtet, aber sie sind wirklich einfach zu erzeugen, wenn man nur eine kleine Menge Strom liefern muss, wie es hier der Fall ist. In vorherigen Projektartikeln habe ich das TPS60403-Gerät mit großem Erfolg verwendet und werde es auch hier wieder verwenden, da es eine so einfache Möglichkeit ist, eine negative Spannung zu erzeugen.

Das gibt uns eine nette kleine Leiterplatte, die tatsächlich so aussieht, als würde sie etwas tun, im Vergleich zu einigen unserer anderen Platinen, die nur ein paar Widerstände darauf haben.

RTD-Implementierung: Instrumentenverstärker mit linearer Kompensation

Während die oben beschriebene Schaltung eine ausgezeichnete Option für die Implementierung eines linearisierten RTD zu niedrigen Kosten darstellt, können wir mit nur einem kleinen zusätzlichen Aufwand noch einen Schritt weiter gehen. Indem wir den Operationsverstärker durch einen Instrumentenverstärker ersetzen, können wir den Eingang günstiger puffern, als wenn wir einen Pufferverstärker zum Operationsverstärker hinzugefügt hätten. Der Instrumentenverstärker hat eine sehr hohe Eingangsimpedanz, sodass er die Messung des Sensors in keiner quantifizierbaren Weise beeinflussen wird.

Unser Schaltkreis ist dem vorherigen Entwurf sehr ähnlich, wobei R3 einen Bias-Strom für das RTD (R5) liefert, der mit steigender Temperatur zunimmt. R4 liefert einen nominalen Erregungsstrom von etwa 0,9 mA, der, wie zuvor erwähnt, im richtigen Bereich für ein RTD liegt.

Wie bei der vorherigen Implementierung müssen wir auch eine negative Versorgungsspannung für den Instrumentenverstärker erzeugen. Wir halten die Dinge einfach und verwenden für diese Implementierung denselben Schaltkreis für die negative Spannungsversorgung, den wir auch für den Operationsverstärker verwendet haben.

RTD-Implementierung: Digitalisierte Wheatstone-Brücke

Der oben diskutierte verstärkte Schaltkreis ist eine großartige Möglichkeit, zu sehen und zu verstehen, was passiert, aber die Anzahl zusätzlicher Widerstände und Verstärker, die wir benötigen, wird zusätzliche Fehler und Verzerrungen in unsere Messung einführen. Ein programmierbarer Verstärker mit einstellbarer Verstärkung für einen Analog-Digital-Umsetzer (PGA-ADC) ist im Wesentlichen derselbe Schaltkreis, der in einem einzigen Paket zusammen mit einem ADC geliefert wird. Er hat jedoch den Vorteil, dass er werkseitig abgeglichen und kompensiert ist, was eine präzisere Verstärkung und Umwandlung liefert. Wenn wir dies selbst mit mehreren diskreten Komponenten umsetzen, enden wir mit einer Toleranzanhäufung, die in einer idealen Welt unmerklich wäre. Aber potenziell könnte dies weniger als perfekt sein, abhängig davon, welche Werte von Widerständen wir mit welchem Typ von Verstärker kombinieren.

Die digitalisierte Wheatstone-Brücke ist im Wesentlichen derselbe Schaltkreis, den wir mit der grundlegenden Brückenimplementierung verwendet haben, außer dass der Entkopplungskondensator zwischen den Ausgängen der Brücke entfernt wurde. Stattdessen wird ein Kondensator im Filterabschnitt des ADC-Eingangs eingebaut. Die Brücke ist auch nicht mehr direkt mit dem Boden verbunden, da der ADC über einen internen Schalter verfügt, der ihn mit dem Boden verbindet. Dies stellt sicher, dass alle unsere Verbindungen am ADC enden. Ich habe auch einen Entkopplungskondensator, C6, zwischen der 5-V-Versorgung und dem Boden der Brücke hinzugefügt.

Ich verwende das Texas Instruments ADS1220IPWR Gerät, welches mein bevorzugter PGA-ADC für Wheatstone-Brücken ist. Es handelt sich um einen 24-Bit-ADC, der weit mehr Auflösung bietet, als wir für diese Anwendung benötigen. Dennoch dachte ich, es wäre interessant, sich die Daten in voller Auflösung anzusehen, die er liefern wird. Obwohl das Datenblatt mehrere Implementierungsbeispiele für die Verwendung von Zwei-, Drei- und Vierdrahtverbindungen für ein RTD enthält, werden wir keines dieser Beispiele für dieses Beispiel verwenden. Für den Zweck dieses Projekts werden wir einfach die differentiellen Ausgänge der Wheatstone-Brücke direkt an die Eingänge anschließen. Da die Implementierungsbeispiele im ADS1220-Datenblatt gut dokumentiert sind, sehe ich keinen Vorteil darin, sie hier erneut zu demonstrieren. Stattdessen bin ich mehr daran interessiert, die Messwerte zu zeigen, die direkt aus der rohen Wheatstone-Brücke kommen, um einen direkten Vergleich mit den zuvor besprochenen Schaltungen zu ermöglichen. Auf diese Weise können wir ihre Wirksamkeit vergleichen und gegenüberstellen.

Das Schaltbild für den ADC ist ziemlich typisch für die Verbindung mit einer Wheatstone-Brücke. Wir werden den internen Schalter nutzen, um REFN1 mit dem Boden zu verbinden, wobei der ADC mit 5 V (AVDD) versorgt wird und ebenfalls einen 5 V Referenzeingang (REFP1) erhält. Die Temperaturänderungen, denen wir die Platine aussetzen werden, beinhalten keine wesentlichen augenblicklichen Temperaturänderungen oder Schwankungen, sodass wir einen recht aggressiven Filter implementieren können, um jegliches Gleichtakt-Rauschen abzulehnen.

Für diese Implementierung halte ich die beiden Chip-Select-Leitungen hoch. Als ich in der Vergangenheit den ADS1120 verwendet habe, fand ich den Interrupt vom DRDY-Pin sehr nützlich, um den Mikrocontroller zu benachrichtigen, wann er eine Messung vornehmen kann. Diese Funktion zu nutzen, ist viel einfacher, als den ADC kontinuierlich mit dem Äquivalent von „Sind wir schon da? Sind wir schon da?“ abzufragen. Der DRDY-Pin ermöglicht es uns, die Messung vom ADC zu nehmen, sobald eine Umwandlung abgeschlossen ist, und stellt sicher, dass der Zeitstempel der Daten so genau wie möglich sein wird. Die Chip-Select-Leitung für den DRDY-Pin wird einfach an eine Interrupt-Eingabeleitung am Mikrocontroller angeschlossen, den wir für dieses Gerät verwenden.

Eine günstigere Alternative zum ADS1220 ist die ADS1120-Serie, die denselben Pinout und die gleiche Funktionalität bietet, jedoch nur eine Auflösung von 16 Bit hat. Ein 16-Bit verstärkter ADC wie diese Serie von Geräten wird für typische Temperatursensoranwendungen mehr als ausreichend sein und die Fähigkeiten des Detektors um ein erhebliches Maß übertreffen.

Weitere Optionen: RTD-Wandler-IC

Zusätzlich zur Messung der Temperatur durch das Ablesen einer Spannung von einem Spannungsteiler oder einer Wheatstone-Brücke können wir auch einen Temperatursensorverstärker verwenden, wie die, die wir für den Einsatz mit Thermoelementen betrachten werden. Diese ICs liefern Ihnen eine digitale Temperaturausgabe anstelle eines Spannungspegels und integrieren in der Regel die gesamte Verstärkungs- und Kompensationsschaltung, die Sie benötigen, um die genaueste Temperaturmessung zu liefern, die der Sensor bieten kann. Die Kosten für diese Option können ein signifikanter Faktor sein, ebenso wie die Kosten für die Verwendung eines PGA-ADC, wie oben diskutiert. Die Verwendung eines PGA-ADC bietet eine bessere Lernerfahrung und Demonstration für diesen Artikel, sodass wir uns nicht im Detail mit einem RTD-Wandler-IC befassen werden.

Zusammenfassung

Trotz des Baus von vier verschiedenen Leiterplatten für diese Ausgabe unserer Serie über Temperatursensoren haben wir nur einige der vielen verschiedenen Möglichkeiten angesprochen, wie Sie einen RTD-Sensor nutzen können. Mit Zwei-, Drei- und Vierdrahtsensoren zur Auswahl und auch der Möglichkeit, diese Schaltpläne mit auf der Platine montierten Sensoren umzusetzen, gibt es eine breite Palette von verschiedenen Wegen, um eine Schnittstelle mit einem RTD zu realisieren. RTDs gehören zu den vielseitigeren Temperatursensoren, die verfügbar sind, mit ausgezeichneter Präzision und Toleranzwerten sowie einem enormen Temperaturerfassungsbereich, der bei einigen Geräten verfügbar ist.

Wie ich schon mehrmals gesagt habe, ist der Texas Instruments ADS1220 einer meiner Lieblings-Hochauflösungs-ADCs. Angenommen, Sie interessieren sich dafür, einige andere Topologien für die Messung der Temperatur mit RTDs zu sehen. In diesem Fall hat das ADS1220 Datenblatt Implementierungen für alle verschiedenen Verdrahtungen eines RTD, die Sie an Ihre eigenen ADC/Verstärkungsbedürfnisse anpassen könnten, falls das ADS1220-Gerät über Ihrem Projektbudget liegt.

Sie können Details zu jedem dieser Testplatinen zusammen mit allen anderen Temperatursensor-Implementierungen auf GitHub finden. Diese Platinen werden unter der MIT Open-Source-Lizenz veröffentlicht, daher können Sie sie gerne selbst bauen, ihre Schaltungen in Ihren eigenen Projekten implementieren oder sie auf beliebige Weise verwenden.

Werfen Sie unbedingt einen Blick auf die anderen Projekte in dieser Serie, wenn Sie sich für Temperatursensoren interessieren, da Sie möglicherweise eine günstigere Alternative zur Verwendung eines RTD oder eine andere Option finden könnten, die für Ihr Projekt funktioniert. Am Ende dieser Serie sehen Sie einen Vergleich zwischen allen verschiedenen Sensortypen, sodass Sie direkt vergleichen können, wie die verschiedenen Sensorimplementierungen unter unterschiedlichen Bedingungen im Verhältnis zueinander abschneiden.

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