Проблемы со схемой измерения температуры при помощи датчика Pt100 Опции

[akaWolf]

Здравствуйте!

Выкладываю схему измерения температуры при помощи датчика Pt100 по трехпроводной схеме, который подключается к разъему P5.

Ток подается на неинвертирующий вход инструментального усилителя (перерезана дорожка).
При экспериментальной проверке был не удалось добиться напряжения на выходе AD623 выше 2.3В.
Схема была тщательно проанализирована, в результате чего были сделаны следующие выводы:
1. Для питания AD623 требуется двуполярное питание, для чего предлагается применить DC-DC, позволяющий получить отрицательное напряжение.
2. Для правильной работы компенсации сопротивления проводов требуется два источника тока: на инвертирующий и на неинвертирующий входы усилителя.
3. Элементы C41, R60, C23 не нужны.
4. Резистор R13 должен подключаться к GND, а не к выходу повторителя на U7C.
5. Между S1 и U7D ставится дифференциальный усилитель с КУ = 1, на инвертирующий вход которого подается напряжение с выхода U7C, а на неинвертирующий -- с выхода S1.

Для питания схемы использовался DC-DC преобразователь.

При работе устройства наблюдалось следующее явление: с течением времени (ну, допустим, около полчаса) показания АЦП, снимаемые с TEMP_TS1, достаточно сильно «плавали».
Экспериментально было выяснено, что это происходит из-за DC-DC преобразователя, который ещё к тому же и грелся.
Не совсем понятно, почему и как такое могло происходить из-за DC-DC.
Пока что предположение такое: шумы, генерируемые DC-DC, изменяющиеся при нагреве, интегрировались в инструментальном усилителе AD623, и давали такие результаты. Только ведь там достаточно много фильтров и линейный преобразователь.

Буду рад критике схемотехники и моих выводов по её изменению.

[akaWolf]

А вот заменить AD623 на AD8551? Они хоть и шумят своим автозеро, но отфильтровать жеж можно... И питание можно не городить.

Что-то не вижу в DS на AD8551 Maximum output voltage vs. common-mode voltage...

А зачем DC-DC? Ток потребления у AD623 совсем маленький. Я бы посмотрел в сторону Charge Pump преобразователей: http://www.ti.com/paramsearch/docs/paramet...NODE_STRY_PGE_T

Да, спасибо, это вариант.

А вот что касается шумов, я бы рекомендовал посмотреть топологию в части обратных земляных токов и шумов по земляным цепям. Тем более, что у Вас 2 земли.
А что касается схемотехники, я убрал бы L3 и L5. И конденсаторы C6, C44 перевернул бы, так как полярность подключения электролита нарушена.

Конденсаторы на плате, конечно, стоят верно...
Я убирал L3, L4, L5, на плавании результатов это никак не отразилось.
Почему Вы не предложили убрать L4? По DS он вроде бы не нужен...

Если есть АЦП, то вся эта куча деталей не имеет абсолютно никакого смысла. Разве что это некая подневольная лабораторная работа.

Для измерения RTD в общем случае нужно всего лишь собрать последовательную цепь из него и эталона, подключить к ней обычное постоянное напряжение (т.е. никакое не супер-пупер опорное, а просто локально стабильное; и такого же качества достаточно подать на опроный вход АЦП) и дальше просто измерять отношение напряжений на них, т.е. делать два измерения и деление результатов друг на друга. Для трёхпроводной схемы нужно три измерения — т.е. плюс напряжение на сопротивлении провода.

В реальности, у СД-АЦП на входе буферы, у которых есть свои ограничения, так что требуется сузить динамический диапазон этой последовательной цепи на соответствующие типовые 300 мВ с обеих шин, т.е. добавить в неё сверху-снизу пару простых резисторов.

Спасибо. Но мне важна точность. У меня ADC не внешний, кол-во каналов ограничено.
Минусы прямого подхода к измерению RTD:
Точность зависит от эталона.
Точность зависит от тока, втекающего в ADC. У инструментального усилителя этот ток очень маленький.

[Plain]

Точность зависит от эталона.

Прописная истина. Эталонов в Вашей схеме аж 10 штук, так что условно можете или 10 раз вычесть из Вашей точности по единице, или один раз поделить её на 10.