Amplificación de la señal de la RTD para adaptarla al rango del ADC

Question

III'''mmm tttrrryyyiiinnnggg tttooo hhhooooookkk uuuppp mmmyyy 333 wwwiiirrreee PPPTTT111000000 RRRTTTDDD ppprrrooobbbeee tttooo aaannn AAArrdduuuiiinnnooo,,, bbbuuuttt eeennnddd uuuppp ooouuuttt ooofff mmmyyy dddeeepppttthhh wwwhhheeennn iiittt cccooommmeeesss tttooo ttthhheee wwwhooollleee oooppp aaammmppp ccciiirrrcccuuuiiittt dddeeesssiiigggnnn. .. III hhhaaavvveee ssstttooollleeennn ttthhheee 111mmmAA cccuuurrrreeennnttt sssooouurrrccceee aaannnddd wwwiiirrreee cccooommmpppeeennnsssaaatttiiiooonnn dddeeesssiiigggnnn fffrrrooommm Sensores de temperatura de precisión con circuitos RTD pero como mi RTD es bueno para -50 a 200C, la etapa final no es directamente transferible.

Mirando una tabla de resistencia PT100, a -50C la resistencia en la sonda es de 80,31Ohm y a 200C de 175,81Ohm. Con la corriente de excitación de 1mA eso debería dar una tensión de 80,3 a 175,8mV por lo que veo. Idealmente quiero amplificar y polarizar esa señal para que se ajuste aproximadamente al rango de 0 a 2,5V que mide el ADC, pero no estoy seguro de cómo hacerlo. Otra pregunta que tengo es si quiero un filtro de paso bajo como en la nota de aplicación, suponiendo que depende del ruido, en particular de la fuente de alimentación (y AVR?). Tenga en cuenta que no tengo una fuente de -5V disponible, por lo que tendrá que ser un amplificador de una sola fuente.

Answer 1

Creo que simplemente querrás usar la topología del circuito de la Figura 5 de ese Nota de aplicación de Microchip AN687 . El diseño del circuito me parece bastante razonable. Con tu rango de señal más bajo tendrías que aumentar un poco la ganancia de A4. Con tu rango citado de 80,3 a 175,8 mV podrías aumentar la ganancia hasta un valor de unos 13. Ajustando las resistencias de ajuste de ganancia R10 y R11 a unos valores estándar de R10=2,00K y R11=24,0K se obtendrá esta ganancia de 13. Con una ganancia de 13 la salida de A4 estará en el rango de 1.043V a 2.320V. Con este simple cambio el diseño del filtro no necesitaría cambiar en absoluto.

Si quieres intentar añadir un poco de offset a la señal para poder utilizar más del rango del convertidor A/D en el extremo inferior, entonces el diseño del filtro probablemente tendría que cambiar, lo que añade más trabajo. Aunque LT-Spice puede ser tu amigo para ayudar a analizar un diseño de filtro para ver si puedes conseguir que dé las respuestas que esperas.

Tenga en cuenta que todo el diseño de la App Note se basa en la premisa de que los opamps del circuito están polarizados alrededor de un punto central en los suministros de 0V. Esto significa que necesitarías una alimentación bipolar para los paquetes de amplificadores. Para las bajas corrientes requeridas en este circuito deberías ser capaz de producir fácilmente una alimentación negativa para tu uso. Para hacer esto podría recomendar que utilices el chip MAX232 estándar como un doblador de voltaje e inversor para producir un nominal de -7 a -9 voltios de la alimentación de +5 voltios. Luego utiliza un simple regulador lineal de -5V y un par de condensadores para regular la tensión negativa hasta -5V. Una pieza genérica del tipo 7905 podría servir en este caso.