Лучший способ измерения умеренных температур при средних и низких требованиях к точности (с учетом размеров решения, стоимости, характеристик и простоты использования) – это использование микросхемы датчика температуры. Но большинство микросхем температурных датчиков предназначены для приложений, где схемы, к которым они подключаются, находятся поблизости. Поэтому объединение в одной микросхеме функций измерения, преобразования в цифровую форму и обработки сигналов значительно упрощает конструкцию таких датчиков и интерфейса сбора данных.
Однако в некоторых приложениях требуется получение информации о температуре из мест, достаточно удаленных от источника питания и электроники обработки данных. Эти системы требуют особой осторожности, потому что любое снижение качества сигнала от удаленного датчика может ухудшить качество измерений.
Выбор варианта с оцифровкой и обработкой сигнала в точке измерения (рядом с датчиком) значительно снижает проблему целостности сигнала. Однако такой подход также усложняет подключение и создает проблему подачи питания на схему. Любой вариант конструкции – как с удаленной обработкой сигналов, так и возле датчика – требует сложной или дорогостоящей (или и сложной, и дорогостоящей) прокладки кабелей.
На Рисунке 1 показан простой и экономичный интерфейс для удаленных микросхем датчиков температуры. Микросхема MAX6576 (IC1) представляет собой преобразователь абсолютной температуры в период следования импульсов, который объединяет датчик с необходимой электроникой обработки сигналов. Она подключается к приемнику (простому компаратору) с помощью кабеля на основе витой пары, по которому одновременно подается питание на датчик и снимаются сигналы с датчика.
 |
|
| Рисунок 1. | Микросхема, объединяющая датчик температуры с электроникой обработки сигналов, и простая схема приемника на основе компаратора позволяют по витой паре получать данные от удаленного датчика температуры. |
Восстановить данные о температуре из выходных импульсов компаратора на стороне приемника можно с помощью выполняемой микроконтроллером простой процедуры, использующей таймер/счетчик. Или же, в аналоговой форме, можно использовать генератор пилообразного напряжения, синхронизированный с принимаемыми импульсами, за которым следует пиковый преобразователь на основе схемы выборки/хранения (УВХ).
 |
|
| Рисунок 2. | Выходные импульсы приемника для 1000-метрового кабеля на основе витой пары имеют ожидаемый период 3 мс. |
При заземленных выводах TS0 и TS1 микросхемы MAX6576 константа преобразования равна 10 мкс/K (Рисунок 1). Таким образом, при комнатной температуре (300 K) период выходных импульсов должен составлять 3000 мкс (3 мс), что соответствует частоте повторения около 333 Гц. Из Рисунка 2 видно, что это действительно так, даже при длине кабеля 1000 м. Аналогичные результаты были получены для кабеля длиной 60 см. На Рисунке 3 показаны входные импульсы приемника при использовании 1000-метрового кабеля с витой парой. Временные соотношения были такими же, как при длине кабеля 60 см.
 |
|
| Рисунок 3. | На этой осциллограмме показаны входные импульсы приемника при длине кабеля 1000 м. |
Измерения джиттера выходных импульсов приемника (где общая ошибка измерения – это отношение величины дрожания фронта к периоду сигнала) показывают, что влияние джиттера незначительно даже при использовании длинного кабеля. Эта схема передачи также может использоваться с преобразователями температуры в частоту и другими датчиками.
Купить MAX6576 на РадиоЛоцман.Цены
