一,、概述

在工藝介質(zhì)生產(chǎn)過程中，溫度測量已成為的重要指標(biāo),。本文設(shè)計了一種基于SD23P202實現(xiàn)的兩線制通用溫度變送器,，能夠處理熱電阻、所有類型熱電偶以及電阻、電壓輸入信號,。實現(xiàn)了溫度信號的線性化處理,、冷端補償、以及在線標(biāo)定,，信號轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度優(yōu)于0.1%,。

二、功能指標(biāo)

信號輸入：  熱電阻(RTD)：PT100, PT1000, Cu50  熱電偶(TC)：K, E, S, B, J, T, R, N   傳感器檢測：開路,、短路 輸出：  輸出范圍：兩線制4-20mA  輸出精度：0.1% F.S（小分辨≈1uA）  負(fù)載電阻：RL≤(Ue-8)/0.021 刷新速率：＜4Hz 綜合精度：0.1% F.S 溫度漂移：35ppm 組態(tài)設(shè)置：支持分度號,、溫度單位、阻尼,、偏移設(shè)置,、量程上下限設(shè)置 冷端補償：  補償傳感器：內(nèi)置  補償精度：0.5℃  補償范圍：-20~75℃ 熱電阻接線方式：兩線、三線,、四線 電磁兼容：符合GB/T18268工業(yè)設(shè)備應(yīng)用要求(IEC61326-1) 其他功能：密碼功能

三,、方案優(yōu)勢

SD23P202內(nèi)部集成24位高精度低噪聲模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（SDADC），儀表放大器,，低溫漂基準(zhǔn),，OP，16位PDM,，非常適合RTD,、TC等溫度傳感器應(yīng)用,。內(nèi)置OP，可滿足熱電阻測量時兩線,、三線,、四線比例接法。內(nèi)置溫度傳感器,，可做熱電偶測量冷端補償使用,，補償精度0.5℃。支持外部基準(zhǔn),，適合熱電偶測量對溫漂敏感的應(yīng)用,。內(nèi)置DSP，集成溫度校準(zhǔn)算法,，支持溫度單位,、分度號、阻尼,、量程上下限,、偏移值組態(tài)設(shè)置，支持傳感器開短路檢測,。16位PDM可用于4-20mA輸出,，分辨率≈1uA。支持電腦和手機端調(diào)試,，校準(zhǔn)參數(shù)保存在芯片內(nèi)部,。

方案設(shè)計中使用PDM產(chǎn)生4-20mA電流，在電流環(huán)的響應(yīng)上較PWM更有優(yōu)勢,，電流環(huán)的穩(wěn)定性更好,，但分辨率不及PWM方式，在溫度變送器這種工業(yè)儀表中,，穩(wěn)定性明顯是更重要的指標(biāo),。

四、功能支持

信號輸入  熱電阻(RTD)：PT100, PT1000, Cu50  熱電偶(TC)：K, E, S, B, J, T, R, N  傳感器檢測：開路,、短路  接線方式：熱電阻支持兩線,、三線、四線切換 變送輸出  輸出范圍：兩線制4-20mA  輸出精度：0.1% F.S（小分辨≈1uA）  負(fù)載電阻：RL≤(Ue-8)/0.021 組態(tài)功能  量程上下限設(shè)置  溫度單位設(shè)置：℃,，℉ 分度號選擇  偏移值：對當(dāng)前結(jié)果進行微調(diào)  阻尼,，結(jié)果刷新速率設(shè)置，15S 冷端補償  內(nèi)置溫度傳感器,，補償精度0.5℃  冷端補償范圍：-20~75℃  冷端補償溫度傳感器無需校準(zhǔn)

輸入類型與范圍

其他功能

密碼設(shè)置,，可對芯片加密，加密后的芯片調(diào)試與修改需首先輸入密碼,。

五,、硬件實現(xiàn)

基于SD23P202實現(xiàn)的溫度變送器,，內(nèi)置OP可實現(xiàn)傳感器恒流激勵與比例測量，有效降低整機測量溫漂與方案的復(fù)雜程度,。4-20mA部分通過外部運放與PDM實現(xiàn),。

圖1.硬件電路圖

六、生產(chǎn)與總結(jié)

整機方案除了貼片加工外,，還需要電流環(huán)校準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)信號標(biāo)定,，且溫度變送器送器方案支持的分度號與量程不固定，為保證后期更改傳感器與量程的方便,，可借助手機APP實現(xiàn),，通過OTG或藍(lán)牙的方式與待調(diào)試樣機相連，實現(xiàn)手操器功能,。 PC生產(chǎn)軟件如圖2所示,。

圖2.PC生產(chǎn)調(diào)試軟件

基于SD23P202實現(xiàn)的溫度測量與變送方案，外圍電路簡單,，測量精度高,。使用內(nèi)置PDM實現(xiàn)的4-20mA電流環(huán)變送輸出，滿足精度的情況下,，保證了電流環(huán)的分辨率,、穩(wěn)定性和響應(yīng)能力。