1 前言

上一篇文章描述的是RTD驱动芯片AD7793与四线式RTD连接使用方法。本文描述两线式RTD与AD7793的使用。

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2 AD7793 两线式铂电阻测量

两线式铂电阻与AD7793连接原理图如下。

两线式铂电阻连接原理图
简要分析：

只需一路恒流源【IOUT1】，与RTD导线1连接，用于提供RTD电流源
导线2与基准源电阻串联，作电流导流
导线1、导线2分别与检测端【AIN1(+)】和【AIN1(-)】连接
【Re】为低温漂、精密电阻，其产生的压差用作ADC参考源；该电阻的精度直接决定测量精度

2.1 阻值计算

从AD7793数据手册，获得 AD值与电压值计算公式：

ADC为单极性工作模式：
C o d e = ( 2 N × A I N × G A I N ) / V r e f Code=(2^N×AIN×GAIN)/Vref Code=(2N×AIN×GAIN)/Vref
ADC为双极性工作模式：
C o d e = 2 N − 1 × [ ( A I N × G A I N / V r e f ) + 1 ] Code=2^{N-1}×[(AIN×GAIN/Vref)+1] Code=2N−1×[(AIN×GAIN/Vref)+1]

Code，AD编码值
N，ADC位数，AD7793为24
AIN，待测量的电压值
GAIN，增益大小，可以配置为1~128
Vref，ADC参考源，【REFIN(+)】和【REFIN(-)】两端电压值

对于单极性模式，上图中两线RTD测量计算结果为：

A I N = C o d e × V r e f 2 N × G A I N AIN = \frac {Code \times Vref}{2^N \times GAIN} AIN=2N×GAINCode×Vref

V r e f = I × R e f Vref = I \times Ref Vref=I×Ref

A I N = C o d e × I × R e f 2 N × G A I N AIN = \frac {Code \times I \times Ref} {2^N \times GAIN} AIN=2N×GAINCode×I×Ref

A I N = R p t × I AIN = Rpt \times I AIN=Rpt×I

R p t = A I N I = C o d e × R e f 2 N × G A I N Rpt = \frac {AIN} {I} = \frac{Code \times Ref} {2^N \times GAIN} Rpt=IAIN=2N×GAINCode×Ref

对于双极性模式，上图中两线RTD测量计算结果为：

C o d e = 2 N – 1 × [ A I N × G A I N V r e f + 1 ] Code = 2^{N – 1} \times [\frac{AIN \times GAIN} {Vref} + 1] Code=2N–1×[VrefAIN×GAIN+1]

V r e f = I × R e f Vref = I \times Ref Vref=I×Ref

A I N = ( C o d e − 1 ) × V e r f 2 N − 1 × G A I N AIN = \frac {(Code-1) \times Verf} {2^{N-1} \times GAIN} AIN=2N−1×GAIN(Code−1)×Verf

A I N = R p t × I AIN = Rpt \times I AIN=Rpt×I

R p t = A I N I = ( C o d e 2 N − 1 − 1 ) × R e f G A I N Rpt =\frac {AIN} {I} = \frac {(\frac {Code} {2^{N-1}} -1) \times Ref} {GAIN} Rpt=IAIN=GAIN(2N−1Code−1)×Ref

注：
从原理连接图可以明显看出，测出的电压值（电阻）值包含了导线1【RL1】和导线【RL2】两端的电压（电阻）值。因此，两线式RTD适合要检测求精度不高、导线长度较短的场合。

3 小结

两线式RTD与AD7793连接，只需一路恒流源。但产生的误差是最大的，引入了导线1和导线2的内阻。两线式RTD成本低、检测电路简单，只适合要求检测精度不高、导线长度较短的场合。另外，高精度的测量，必要的因素与三线、四线使用RTD是一致的，电源、地、PCB布局、参考电阻【Ref】、软件算法等必不可少。

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