由于通過(guò)測量溫度可對一個(gè)物理系統進(jìn)行多項的推斷，因此迄今為止溫度一直是實(shí)施電測量最多的物理參數。選擇溫度傳感器時(shí)，需要在準確度要求、耐用性、成本、以及與被測媒體的兼容性等多個(gè)因素之間尋求某種平衡。例如：對于大批量或一次性的檢測應用而言，像 MMBT3904 這樣的小信號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)傳感器相對簡(jiǎn)單，但要實(shí)現準確的溫度測量則需采用精細復雜的電路以消除諸如串聯(lián)電阻等影響。

LTC2991 系統監視器內置了這種精細復雜的電路，它能把一個(gè)小信號晶體管變成一個(gè)準確的溫度傳感器。該器件不僅可在測量遠端二極管溫度時(shí)提供 ±1°C的準確度，還能測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)為系統監視器應用而設計，但它所擁有的頂級性能還可使其適合于儀表應用，例如在本文所述的高準確度干濕計。


干濕計：遠不像聽(tīng)上去那么“令人生畏”


干濕計是一種用于測量相對濕度的濕度表。濕度表采用了兩個(gè)溫度計，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)溫度計上面越過(guò)。然后，采用溫濕圖以根據干球和濕球溫度來(lái)計算濕度。另一方面，還有許多針對該用途的計算公式。在測試該電路的過(guò)程中我們使用了下面的公式。

具儀表級準確度的系統監視器用于測量相對濕度

圖 1 示出了一款基于 LTC2991 的干濕計。當與 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。


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)行測量)。在 100kPa 氣壓下 (海平面上的壓力大約為 101.325kPa)，全標度輸出是每 1V 激勵電壓為 20mV。


另外 LTC2991 還能測量其自身的電源電壓，在我們的電路中它就是用于激勵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算一個(gè)“比例式”結果，從而消除了激勵電壓所引起的誤差。


誤差預算


LTC2991 遠端溫度測量準確度保證可達到 ±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)現干濕計讀數，而這可在凌力爾特的 QuikEval 軟件套件中獲得。


演示板應按圖 1 所示進(jìn)行配置。如欲獲知讀數，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。該文件的內容無(wú)關(guān)緊要。軟件啟動(dòng)時(shí)，“Test mode enabled” (測試模式啟用) 消息應顯示在狀態(tài)欄里，而且一個(gè) “Humidity” (濕度) 選項將出現在工具菜單中。隨后，就能把相對濕度讀數與準確度級別相似的傳感器 (例如：阻性和電容性薄膜) 提供的讀數進(jìn)行比較。