适用于电网保护的4 通道 RTD 输入模拟前端参考设计

用于 4 通道 RTD 输入的模拟前端参考设计

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电力系统中,温度是需要监控的最重要参数之一。例如,作为电力系统的昂贵且关键组件,大量的变压器已经被部署在传输和配电电网中。由于维修和替换时较长的交付周期,基于温度的保护可以通过识别工作条件来限制对故障变压器造成的损坏。连同智能电网迁移一起,行业需要准确、可重复并且可靠的温度测量,这对电网基础设施的成本、质量、效率和安全会有重大影响。

根据所采用的传感器类型,诸如热敏电阻、热电偶和电阻式温度检测器 (RTD),可以有几种不同的温度测量方法。这个设计的中心是使用RTD,一种电阻随温度变化的感测元件,来测量温度。在RTD中,电阻与温度之间的关系是高度可预计的,从而可以在宽范围内实现准确且可重复的温度测量。

RTD的激励需要恒定电流源来产生一个与RTD的电阻成比例的电压输出。获得的电压输出由模数转换器 (ADC) 测量。在这个设计中,我有几件不错的事情想与你分享:

  1. 使用同样的硬件,这款设计被精心地开发成支持不同的引接线配置,诸如2线制RTD,3线制RTD或4线制RTD
  2. 与电流源和辐射度测量技术相匹配的支持PGA(可编程增益放大器)的较高分辨率ADC被用来提高精度
  3. 此外,为了最大限度地减少噪声(可出现在激励源和ADC基准电压漂移中)对精度的影响,在这个设计中将辐射测量方法考虑在内,并且精心选择了低容差、低漂移基准电阻器
  4. 最后,这款设计连接了一个MCU板。此MCU板在宽范围内表现出< ±2°C的精度,并且无需校准

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