วิธีการออกแบบวงจรการรับพลังงานต่ำ-สำหรับ Platinum RTD

วงจรการรับอุณหภูมิพลังงานต่ำ-กลายเป็นข้อกำหนดการออกแบบหลักสำหรับการตรวจจับไร้สายที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่- โหนด IoT และระบบตรวจสอบระยะไกลโดยใช้เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทานแพลทินัม (RTD) ในฐานะผู้เชี่ยวชาญมืออาชีพในด้านการวัดความร้อนที่แม่นยำและการออกแบบวงจรแอนะล็อกกำลังต่ำ- บทความนี้จะแนะนำหลักการออกแบบ การเลือกส่วนประกอบหลัก และกลยุทธ์การปรับระบบให้เหมาะสมของวงจรการรับ RTD พลังงานต่ำพิเศษ-ต่ำ- โดยมุ่งเน้นไปที่การบรรลุการวัดอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูง-ด้วยกระแสจ่ายที่ต่ำกว่า 10 μA ช่วยยืดอายุแบตเตอรี่และปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการทำงานระยะยาว-ของ Internet of Things แกนหลักของการออกแบบวงจรการรับ RTD พลังงานต่ำ-อยู่ที่การลดการใช้พลังงานของสายสัญญาณทั้งหมด ขณะเดียวกันก็รักษาความแม่นยำและเสถียรภาพในการวัด ระบบใช้แหล่งกระแสคงที่-กำลังไมโครโดยเฉพาะเพื่อขับเคลื่อนตัวต้านทานแพลตตินัม หลีกเลี่ยงกระแสกระตุ้นที่มากเกินไปจนทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการทำความร้อนในตัวเองและสูญเสียพลังงานโดยไม่จำเป็น แหล่งกำเนิดกระแสคงที่ได้รับการปรับปรุงให้ทำงานที่ระดับต่ำกว่าไมโครแอมแปร์ ทำให้มั่นใจได้ว่าการแปลงอุณหภูมิความต้านทานจะแม่นยำ โดยไม่กระทบต่อความเป็นเส้นตรงหรือประสิทธิภาพการดริฟท์ในระยะยาว การปรับสภาพสัญญาณใช้เครื่องขยายสัญญาณในการดำเนินการ-ต่ำ-เป็นพิเศษโดยมีกระแสไฟฟ้านิ่งที่ระดับนาโนแอมแปร์ ให้อิมพีแดนซ์อินพุตสูง แรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ตต่ำ และสัญญาณรบกวนต่ำ เพื่อขยายสัญญาณแรงดันไฟฟ้าอ่อนจากองค์ประกอบ RTD แอมพลิฟายเออร์ได้รับการกำหนดค่าให้ลดการใช้พลังงานแบบไดนามิกให้เหลือน้อยที่สุด ในขณะเดียวกันก็รักษาแบนด์วิธที่เพียงพอเพื่อการสุ่มตัวอย่างที่เสถียรและแม่นยำ ขั้นตอนการแปลงแอนะล็อก-เป็น-ดิจิทัลใช้ ADC ที่มีความแม่นยำสูง-กำลังสูง-ต่ำ โดยมี-การอ้างอิงในตัวและฟังก์ชัน-การลดกำลังอัตโนมัติ ซึ่งรองรับการสุ่มตัวอย่างที่มีความละเอียดสูง-ที่แรงดันไฟฟ้าในการทำงานต่ำ ADC ทำงานในโหมดสุ่มตัวอย่างเป็นระยะๆ เพื่อลดการใช้พลังงานอย่างต่อเนื่อง และเปิดใช้งานเฉพาะในระหว่างการวัดเพื่อให้การแปลงและเอาต์พุตข้อมูลเสร็จสมบูรณ์ กลยุทธ์การประหยัดพลังงานที่สำคัญ-คือการนำกลไกการควบคุมการตื่นขึ้นเข้าสู่โหมดสลีปไปใช้ วงจรยังคงอยู่ในโหมดดีพสลีปภายใต้การควบคุมของไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยเปิดเฉพาะทริกเกอร์นาฬิกาเรียลไทม์หรือปลุก{32}}เท่านั้น เมื่อต้องมีการวัด ระบบจะเปิดแหล่งกระแสคงที่, op‑amp และ ADC อย่างรวดเร็ว สุ่มตัวอย่างและคำนวณให้เสร็จสิ้น และกลับสู่โหมดสลีปทันที โหมดการทำงานที่ไม่ต่อเนื่องนี้ช่วยลดการใช้พลังงานโดยเฉลี่ยลงได้อย่างมากจนต่ำกว่า 10 μA ทำให้เหมาะสำหรับเซลล์แบบเหรียญและโหนดอุณหภูมิไร้สายที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่- วงจรทั้งหมดได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานของแรงดันไฟฟ้าต่ำ-ที่กว้าง โดยทั่วไปตั้งแต่ 1.8 V ถึง 3.6 V ซึ่งเข้ากันได้กับระบบจ่ายไฟแบตเตอรี่มาตรฐาน เค้าโครง PCB ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อลดกระแสรั่วไหล การมีเพศสัมพันธ์ทางเสียง และความต้านทานต่อปรสิต ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการวัดจะแม่นยำแม้ในสภาวะที่-ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ สถาปัตยกรรมการรับพลังงานต่ำ-นี้เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบกับการวัดอุณหภูมิแบบไร้สาย เซ็นเซอร์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่- เทอร์มินัล IoT ในอุตสาหกรรม การตรวจสอบการเกษตร และแอปพลิเคชันการตรวจจับสภาพแวดล้อมภายในอาคาร มีความสมดุลระหว่างการใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ-และความแม่นยำสูง ช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้นานหลายปีโดยไม่ต้องเปลี่ยน ขณะเดียวกันก็รับประกันข้อมูลอุณหภูมิที่เสถียร เชื่อถือได้ และทำซ้ำได้ โดยสรุป วงจรการรับ RTD พลังงานต่ำ-อาศัยแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าคงที่ระดับไมโคร -สัญญาณรบกวนต่ำ-ออปแอมป์พลังงานต่ำ - ADC พลังงานต่ำ และการควบคุมการปลุกขณะพักเครื่องเพื่อให้ได้กระแสไฟโดยรวมที่ต่ำกว่า 10 μA การออกแบบนี้รองรับการทำงานที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่- การตรวจจับแบบไร้สาย และโหนด IoT ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนาน- การวัดอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูง- โดยใช้พลังงานน้อยที่สุด และได้กลายเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ทำให้เกิดการพัฒนาระบบการตรวจจับอัจฉริยะแบบกระจาย