ADC代码怎么才能转换成电压？（二）

ADC代码怎么才能转换成电压？（二）在本系列的第1篇文章中，我解释了如何通过使用公式1将ADC的输出代码乘以最低有效位（LSB）大小来计算模数转换器（ADC）的输入电压：为计算ADC的LSB大小，我们使用公式2：现在，您已经知道如何从输出代码中计算输入电压，我们来看几个常见的应用示例，它们使用Δ-ΣADC来显示如何从测量电压计算相关的物理参数。通过每个示例，我提供了相关TIDesigns参考设计的链接，您可以在其中获得额外的设计帮助。电流分流测量ADC测量电压；因此，您必须先将电流转换成电压。最简单的方法是强制电流通过具有已知值的电阻，如图1所示。图1：电流分流测量电流和电压之间的关系由欧姆定律（V=I?R）给出。要获取当前幅度I，请将ADC上测得的电压乘以电阻VR，并将其除以电阻R，如公式3所示：确保电流测量的准确性需要精确稳定的分流电阻。其他设计考虑可在汽车车载充电器系统（TIDA-00456）的TIDesigns电压和电流测量参考设计中找到。RTD温度测量电阻温度检测器（RTD）是具有温度依赖性电阻的温度传感器。ADC间接测量RTD电阻并推断RTD温度。测量配置与图1相似，只是已知的励磁电流IExcite被强制流经电阻器，以产生电压。该电流也可以产生ADC的参考电压，使其测量成比例，如图2所示。图2：成比例RTD测量为了计算RTD电阻，RRTD，将测量电压VRTD除以激励电流IExcite，如公式4所示：电流源的精度通常会影响电阻测量的精度；但通过使用图2所示的比例配置，您可以消除此依赖关系。注意LSB大小如何与激励电流成比例，如等式5所示：将等式5代入等式4导致不依赖于激励电流的幅度的比例关系，如等式6所示：现在测量的精度主要取决于参考电阻的稳定性，这通常比励磁电流的稳定性更佳。该配置称为比例计算，因为ADC的输出代码与RTD和参考电阻的比例成比例。RTD电阻已知，但您仍然必须确定RTD的温度。等式7使用Callendar-VanDusen方程来指定温度和RTD电阻之间的关系：式中，T是RTD温度；A、B和C是由RTD类型给出的标准多项式系数；R0是0℃时RTD的标称电阻。请注意，对于0℃以上的温度，您可以简化公式7直接求解温度，如公式8所示：在仅使用较小温度范围的情况下，进行线性近似以简化温度计算。或者，您可以使用软件参考查找表将RTD电阻转换为温度，而无需求解多项式方程。使用查找表进行RTD测量的示例可在TIDesignsRTD温度变送器中找到，用于2线、4至20mA电流环系参考设计（TIDA-00095）。热电偶温度测量热电偶是一个温度传感器，可产生与两个接头之间的温差成正比的温度相关电压输出：感测/热接点和参考/冷接点。ADC测量该电压并将其转换为相对温度（温差），如图3所示。图3：热电偶测量为了确定感应接头处的绝对温度，TSense将相对温度加到参考结温度TRef，必须通过控制其温度或通过其他方法测量温度来获知。一旦ADC测量了输入电压，使用多项式方程计算出热电偶的绝对温度，如公式9所示：系数c0，c1，c2，...，cN是特定于热电偶类型和相关温度范围的标准多项式系数。在许多情况下，使用查找表比求解方程9更方便，这可能具有极高阶。使用热电偶测量查找表的示例可在使用RTD或集成温度传感器进行冷端补偿（CJC）的TIDesigns热电偶AFE参考设计（TIDA-00168）中找到。称重传感器测量称重传感器由桥式结构的电阻组合组成，其中一些元件（应变计）基于所施加的负载（或重量）在电阻上存在变化，如图4所示。图4：称重传感器测量电阻桥提供与激励电压和施加负载成比例的输出电压。即使施加的负载改变了应变计的电阻，由于施加的负载和输出电压之间存在非常线性关系，所以不需要测量电阻，如等式10所示：式中，外施载荷（kg）是称重传感器上的重量；负载能力（kg）是称重传感器的额定重量容量；VExcite（V）是施加到称重传感器的激励电压；而灵敏度（mV/V）（额定输出）是由称重传感器制造商给出的指定参数，其指示称重传感器在具有1V激励电压的全容量时的输出电压。注意，激励电压的变化对测量结果有直接的影响；因此，通常使用激励电压作为参考电压，使测量成比例，与激励电压无关。当参考电压等于激励电压时，使用公式11计算重量：其他设计考虑和改进称重精度的技巧可在TIDesigns高分辨率、低漂移、具有交流电桥激励（TIPD1