Estoy trabajando en un sensor de sonda de temperatura basado en PT100 para leer la diferencia de temperatura entre dos puntos dentro de una tubería con agua que fluye, los requisitos son:
- Resolución de 1 mK en el rango 0-45C.
- configuración dual de PT100 para detectar discrepancias de calibración.
- La precisión absoluta de 0.1C sería óptima, pero lo realmente importante es obtener lecturas diferenciales confiables entre las sondas emparejadas.
- comunicación RS485.
Restricciones que tengo:
El PCB no puede tener un diámetro mayor de 100 mm para encajar en la cabeza de la sonda y, como necesito una configuración 2xPT100, no tengo espacio para el acondicionamiento de señal + ADC para ambos, por lo que solo tengo que confiar en ADC de alta resolución.
Lo que tengo en la tabla de diseño hasta ahora:
Estaré usando un 2xPT100 DIN 1/10 para una precisión máxima (+ -0.006 C error a 45C) con un ADC delta-sigma de 22 bits (ENOB: 21.9 pero en realidad 20.9, ya que utiliza la salida de complemento de dos). Este es el circuito simplificado de una sonda que muestra cómo tanto la interfaz PT100 con los ADC como la MCU:
EDITAR:Soloparaaclarar,losPT100dentrodecadasondadebencompararseentresí(enlaMCU)paraquepuedandetectarsecuandolasondanecesitecalibración.Luegosedebecompararlatemperaturaentrelassondasparaconocerladiferenciadetemperaturaentrelospuntos.
Paraestecircuitorecibounaseñalquevaría12.6572mVde0a45C(100-117.47Ohm),luegoobtengounaresoluciónde2.27mKyunacorrientede1.54mAatravésdelPT100,siQueríabajara1mK.Soloveodossoluciones:
- UseunvalormásbajoparaR1paraobtenermásresoluciónytambiénbajeVref/VexparaajustarlacorrienteatravésdelRTD
porejemplo:R1=500Ohmpararesoluciónde0.975mKyVref/Vex=1.024Vpara1.65mA
¿Hay algo más que pueda hacer para mejorar la resolución?
Seleccioné el ADC MCP3551 porque su ENOB es bastante alto 20.9 contra todos los ADC de 24 bits sigma-delta que no tienen más de 19 ENOB, y además, es solo un IC de SOIC de 8 pines, por lo que si alguien puede sugerir un ADC no masivo que supere a este, estoy dispuesto a cambiarlo.
Si tiene alguna pregunta sobre el problema, pregunte, si he dejado alguna información importante o si cree que podría elaborar más, pregunte.
EDITAR: añado todo el esquema del sistema
EDIT2: se me sugirió usar ADS124S06. Proporciona una resolución de aproximadamente 23 bits sin habilitar el PGA. También podría habilitar el PGA y cumplir con las especificaciones del modo común porque este IC permite conectar los PT100 en paralelo y usar el voltaje a través de Rref como cambio de nivel. La desventaja es que es un IC de 32 pines, por lo que enrutarlo podría ser una pesadilla ...
