如何實現(xiàn)具有RTD級精度且無需校準快速溫度傳感器設(shè)計

為了達到最高精確度的溫度測量，系統(tǒng)設(shè)計者通常只有一種選擇：鉑電阻溫度探測器(RTDs),例如PT100 或 PT1000。高度線性和可互換的RTD可用于各種精度等級（DIN）標準,如國際電工委員會（IEC）和德國標準化研究所定義的在0°C時誤差低至±0.03°C。 但是，使用RTD實現(xiàn)這種精確度并不容易。

為了獲得RTD的最高精度，通常需要花費數(shù)小時到數(shù)天來仔細選擇和模擬RTD周圍昂貴的精密元件。設(shè)計者必須在電路板布局上花很大功夫才能避免影響測量的電阻匹配不當(dāng)現(xiàn)象發(fā)生。

盡管設(shè)計人員做了一絲不茍的努力，但采集電路很容易增加0.5°C 至1.0°C 的測量誤差，從而使RTD本身的固有精度相形見絀。為了達到接近RTD所能提供的精度，唯一的選擇是在生產(chǎn)中耗時耗成本地校準每個單元。

為了解決使用RTD時的設(shè)計挑戰(zhàn)，TI最近推出了TMP117系列數(shù)字溫度傳感器，其精度可與Class-AA RTD相媲美，同時大大簡化了設(shè)計工作。如圖1所示，TMP117在-55oC至150oC的整個工作范圍內(nèi)提供+/- 0.1oC的精度，從-20oC到50oC，精度為0.3oC，無需在制造過程中進行校準。

圖1：IEC 60751 RTD與TMP117的精度等級相比

注意：RTD線表示每個IEC 60751精度等級的誤差，不包括影響最終系統(tǒng)級精度的測量誤差或校準。

從設(shè)計角度來看，使用RTD設(shè)計與IC溫度傳感器之間的對比不會更加明顯（見圖2）。

對比

圖2：典型RTD與TMP117的電路比較

通過將傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 結(jié)合在單一芯片上，像TMP117這類的數(shù)字溫度傳感器能夠簡化在RTD設(shè)計中大多數(shù)困難且耗時的工序，并能通過I2C界面提供直觀的溫度讀數(shù)。表1顯示了兩種技術(shù)之間所需設(shè)計工作的詳細比較。

表1：比較RTD和TMP117之間典型的設(shè)計考慮因素

對于需要最高精度的應(yīng)用的鉑RTD替代方案，請查看TMP117。它的集成提供了前所未有的簡單性，同時還簡化了生產(chǎn)過程，降低了生產(chǎn)成本。

審核編輯：郭婷