一、概述

隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展，作為其重要組成部分的傳感器也具有了廣闊的發(fā)展前景，在各個行業(yè)中發(fā)揮的作用也變得越來越重要，而溫度傳感器作為一種測量溫度的裝置，廣泛應(yīng)用于船舶、兵器、航空航天等領(lǐng)域。隨著當(dāng)前工業(yè)自動化的不斷推進(jìn)，對于溫度控制檢測的要求也越來越高，精確地溫度檢測能夠?qū)x器設(shè)備的應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行實時精確的監(jiān)測以便于精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)，能夠有效提高能源的利用效率，減小能源消耗。

由抗腐蝕能力強(qiáng)以及化學(xué)特性穩(wěn)定的貴金屬鉑材料制成的鉑熱電阻溫度傳感器，具有高精度、穩(wěn)定性好、線性特性好、測量范圍廣、靈敏度高與可靠性高的特點以能夠長期穩(wěn)定且可靠的工作于惡劣環(huán)境下進(jìn)行高精度、失真低的測量溫度。鉑熱電阻傳感器能夠廣泛適用于醫(yī)療、電機(jī)、工業(yè)、溫度計算、衛(wèi)星、氣象、阻值計算等高精度設(shè)備，應(yīng)用范圍非常廣泛。鉑熱電阻一般應(yīng)用其在0℃下的典型電阻值來命名，比如典型的鉑熱電阻PT1000其意為在0℃的環(huán)境溫度下，電阻的典型值為1000Ω。在產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域中，通常都采用三線制接法，相比于普通的二線制的接法，三線制接法具有更好的抗電阻線路引入干擾的能力，能夠提高測量的準(zhǔn)確度。

航晶公司結(jié)合當(dāng)前發(fā)展與市場供應(yīng)需求，現(xiàn)推出一款專為三線制熱電阻PT1000溫度測量采集處理電路HJPT1000，能夠?qū)⒉煌瑴囟拳h(huán)境下的PT1000的電阻值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流值輸出。HJPT1000是采用符合GJB2438B要求的厚膜集成工藝、采用F14-02陶瓷表貼封裝設(shè)計的專為測量鉑熱電阻PT1000設(shè)計的兩線制電流環(huán)變送器，可根據(jù)客戶的測量溫度區(qū)間要求進(jìn)行定制化設(shè)計。內(nèi)置高精度電流源以對熱電阻PT1000提供電流激勵，電流信號激勵的形式使得在一定長度的輸入連接線內(nèi)具有足夠的抗干擾能力，能夠提高熱電阻的采集精度。器件HJPT1000具有高精度、低功耗、兩線制電流輸出和電源范圍廣的特點，滿足直接航空電壓供電的要求，電流輸出的特性也使得器件具有長線傳輸和抗干擾噪聲能力強(qiáng)的特點，能夠承受極端的環(huán)境應(yīng)力和惡劣的電磁環(huán)境，應(yīng)用范圍更廣泛，具體特征如下：

    可兼容三線制RTD的采集處理               能做到兩線制的4～20mA電流輸出

電源電壓滿足18～36V直接供電              可以長線輸出，抗干擾能力強(qiáng)

二、電原理框圖

三、封裝形式及引出端功能

1．封裝形式

 圖2  F14-02外殼尺寸圖  

                 圖3  HJPT1000實物與對照圖

2．引出端功能

表2封裝引出端功能表

四、電特性

除非另有說明，+V_S=+28V,T_A=25℃

表3 電特性表

注：帶*的參數(shù)為設(shè)計保證。

五、典型應(yīng)用圖

圖4 HJPT1000三線制應(yīng)用典型應(yīng)用圖

注：

1.要注意HJPT1000的4腳的地FGND為整個系統(tǒng)的浮地而不是電源電壓+VS的地，電流輸出I_OUT 應(yīng)對電源電壓的地接采樣電阻。

2.電阻R1、R2、R_SET1與R_SET2都應(yīng)選用精度0.1%的電阻以滿足整個系統(tǒng)的采集精度，圖中的外圍元件應(yīng)用參數(shù)滿足熱電阻在-55℃～+200℃的環(huán)境溫度下器件能夠輸出4～20mA。

3.在高端電流應(yīng)用例如20mA電流輸出時，整個器件的熱功耗將會變得較高，可以通過在遠(yuǎn)端外接正電源與器件14腳之間加一電阻R_P以使得器件上的壓差降低以減小功耗。但在應(yīng)用時要注意電阻阻值不能太大，電阻太大將會使得器件內(nèi)部三極管集電極上與發(fā)射極上的壓差降低，使得三極管可能會工作在飽和態(tài)。這時輸出電流會隨著電源電壓的變化而變化，不再能夠保持穩(wěn)定。

4.經(jīng)過長線傳輸后對輸出電流進(jìn)行采集處理時，推薦客戶參考典型應(yīng)用圖在終端電阻R_O上并聯(lián)一個1μF的電容C_O，這個電容能夠有效地減小工頻信號干擾以平滑電流信號的輸出。要注意電容的選值越大輸出電流信號噪聲會越小但是R_O、C_O構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)其τ值也將增大使得輸出信號的建立時間也將越長。器件實際應(yīng)用時用戶應(yīng)根據(jù)自身的信號噪聲要求和建立時間需求合理的進(jìn)行電容選擇。

    5.受到器件結(jié)溫特性的限制，器件HJPT1000不能置于T_A≥140℃的環(huán)境溫度下工作。

    6.盡管該器件的供電與輸出能夠適應(yīng)長線傳輸，但其輸入并不能夠接受長線信號，因此建議用戶在使用時，PT1000到器件輸入端的傳輸線不能超過50cm。