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隔离温度传感器

时间:2019-03-09   来源:vr赛车电子  编辑:热敏电阻厂家  浏览:
在一些温度传感器应用中,传感器安装在电位与数据采集系统公共电位(即等电位,通常称为地电位)非常不同的位置。然后必须将工作温度传感器与其数据采集系统电隔离。作为一个额外的困难,这些系统很少为传感器提供隔离的电源。采用SOT温度传感器,如图1所示电路通过为传感器提供隔离和电源来解决这些问题。

图1.该温度传感器(具有周期/频率输出的SOT温度传感器)由变压器隔离,提供数字输出,其周期编码温度(10μs/°K至640μs/°K)。
 
电源变压器驱动器的互补固定频率方波输出)用主中心抽头驱动1:1变压器。次级绕组为Graetz桥式整流器供电,该整流器产生约4.5V的电压,用于为温度传感器供电。适用于多种应用,因为它将温度传感器,信号处理电子器件和易于使用的数字I / O接口集成在一个低成本封装中。它从单电源电压吸收非常小的电流,并在+ 3V至+ 5V范围内工作时保持其精度规格。
 
温度传感器是绝对温度 - 周期转换器。如图所示连接,它提供10μs/°K的转换常数,在室温下提供约2.980ms(335Hz)的周期。转换常数可以从10μs/°K调整到640μs/°K。(请注意,较长的常数允许更多的信号积分时间,从而最大限度地降低噪声。)传感器的输出(对称方波)通过10kΩ电阻驱动NPN晶体管(Q2)的基极。Q2的集电极负载是一个390Ω电阻,连接到为温度传感器供电的同一线路上。该配置导致非对称电源电流在传感器输出的正半周期中更高。
 
在初级(系统)侧,请注意电源变压器驱动器的接地回路是并联RC电路,它由Q1的基极 - 发射极结分流。RC的值确保温度传感器的电流和变压器励磁电流之和不足以使Q1导通。Q2导通时,从4.5V线路吸收约12mA电流。反射到初级,电流从+ 5V电源流入电源变压器驱动器,通过其接地端子流出,(部分)流过75Ω电阻。由于电阻上的压降超过Q1的基极 - 发射极二极管阈值,因此剩余的电流通过基极 - 发射极二极管并导通Q1。
 
因此,Q2中的导通导致Q1中的导通,其将传感器方波输出复制到Q1的集电极电路。电路的上升/下降时间,抖动和传播时间总共约为2μs(图2和图3)。抖动引起的测量误差相当于最快转换常数(10μs/°K)时小于0.1°K; 在较长的常数下,它可以忽略不计。同样,通过允许范围(4.5V至5.5V)改变电源电压引起的等效输出变化小于0.1°K。数字输出(Q1集电极)从0V摆动到+ 5V,能够吸收几个mA。

 

图2.图1中的OUT抖动相对于传感器输出的上升沿。


图3.图1中的OUT抖动相对于传感器输出端的负边沿。