基于比率法的ICL7109测温系统

　　0 概述

　　对于多路铂电阻测温系统，不仅要补偿铂电阻长线传输时长引线电阻造成的误差，而且要考虑多路测温时带来的通道差异，通道电阻影响，以及电路结构复杂化等问题。

　　对于传统的测温电路，组成环节较多，引入的干扰因素也多。需要有精密的恒流源电路和稳定的放大电平迁移电路，对电源和各器件的要求较高，任何一个环节出故障都将导致测温不准，而且在实际的研发过程中需要反复的调试和校正。为克服工频干扰，在实际测量电路中还需加滤波环节，致使电路也变得相当复杂，从而降低了系统的可靠性，产品开发的周期也将相应的延长。

　　为了克服上述传统方案的弊病，简化并提高电路的可靠性，采用了改进型的多路铂电阻比率法测温方案，如图1 所示。

　　如图1 所示，测温路数如果在8 路以内，可用三片模拟开关4051 来满足多路切换的要求。由于ICL7109 转换速度较慢，建议测温路数不要太多。

　　1 ICL7109 的比率法测温

　　ICL7109 拥有许多优点，高精度、低噪声、低漂移、高输入阻抗 、低功耗、价位低。适用于对转换速度要求不高的场合。它有2个差分输入端和2个参考电压输入端，因此可以采用比率法测温。

　　1.1 原理

　　如图1 所示：R 为限流电阻，Rf 为参考电阻 ：Rf /Rt=2048/K K为A/D采样值。

　　1.2 比率法的优点

　　无需恒流源、放大电路、和零点迁移电路。不易引入温漂，受电流源波动影响较小等特点。

　　1.3 外围器件的选择

　　ICL7109 的外围元件的选择需要经过仔细的计算。具体计算公式请参看芯片说明。

　　这里只阐述我们在选择元件时的一些体会。

　　(1)积分电阻RINT要选的足够大，以保证在电压输入范围内的线性。

　　(2)为让电路具有抗50Hz 工频干扰的能力。A/D 转换的积分时间应为50Hz 的整数倍。通常情况，晶振频率应在1~5MHz 之间选择。为了提高速度我们采用了6M 晶振。实验表明选则上述参数可以正常工作。适当调整口的接线，将接至BUFOSCOUT ，可以减少反相积分周期所占用的时间，从而可以提高速度。

　　(3)一般情况CREF应取1μF。当模拟输入信号较小时，为了防止滚动误差，可选得大一些。

　　(4)从铂电阻计算公式可以看出，铂电阻的测量值精度主要取决于参考电阻Rf的精度。所以应选择精度较高且温度系数较小的电阻。阻值约为铂电阻满量程阻值的1/2左右。

　　(5)铂电阻自身会因通过电流而发热，因此电流不益过大，建议选择较大的限流电阻R(如：4.7k)。