基于SD25F101芯片的通用温度变送器解决方案
概述
在工业自动化控制过程中，温度测量已成为必不可少的重要指标。本文主要介绍基于SD25F101芯片实现的通用温度变送器方案，可支持两线制4-20mA、三线制0-5V，三线制0-10V输出，方案及配套调试工具可支持4-20mA、0-10V、0-5V、HART、UART多种通信调试方式选择，能够检测、调理和处理市场主流的温度传感器如热电阻RTD的PT100/PT1000/Cu、热电偶TC的K/E/S/B/J/T/R/N、以及电阻和电压等输入信号。实现非线性温度信号的线性化处理、热电偶冷端补偿、量程迁移及标定等，系统综合精度达到0.1%以内。
SD25F101为温度变送器解决方案的主芯片，可选择不同的传感器输入类型，并优化了电流环输出噪声、系统测量精度等。同时提供相关配套工具，包括APP调试工具、基于PC端校准标定工具等，更方便于生产测试和现场产品调试等。
功能指标
l 信号输入：
热电阻(RTD)：PT100, PT1000, Cu50
热电偶(TC)：K, E, S, B, J, T, R, N
电阻：RES1(0-400R),RES2(0-4000R)
电压：mV(0-100mV)
传感器检测：开路、短路
冷端类型：内部温度传感器、NTC（冷端支持关闭）
l 输出：
输出方式：两线制4-20mA， 三线制0-5V， 三线制0-10V
输出精度：优于0.1% F.S（分辨率<1uA）
l 组态设置：
支持分度号、单位、阻尼、量程、精度设置
l 在线调整：
l 冷端补偿：
补偿传感器类型：
· 内部温度传感器
· 外部NTC温度传感器（仅支持5K型号）
· 关闭
l 热电阻接线方式：
两线、三线、四线
l 电磁兼容：
符合GB/T18268工业设备应用要求(IEC61326-1)
二
方案优势
SD25F101内置24位高精度低噪声模/数转换器（S-D ADC）、仪表放大器、低温漂基准、高精度16bits DAC、OP，非常适合RTD、TC等温度传感器应用。内置OP，可满足热电阻测量时两线、三线、四线比例接法。内置温度传感器，可做热电偶测量冷端补偿使用，补偿精度0.5℃。支持外部基准，适合热电偶测量对温漂敏感的应用。内置DSP，满足非线性温度信号的线性化处理、热电偶冷端补偿、量程迁移及标定等。支持两线制4-20mA、三线制0-5V，三线制0-10V输出，满足NE 43标准。
1多种传感器类型
支持多种传感器输入，同一个硬件同时满足热电阻RTD (PT100, PT1000, Cu50、热电偶TC（K, E, S, B, J, T, R, N）和普通电阻电压信号的测量与变送输出。支持传感器开短路检测与热电阻两线、三线、四线接线方式切换。
2灵活的功能定义
支持组态、模拟量输出调整等常用功能。组态功能可实现传感器类型选择、量程设置、阻尼设置和变送精度设置，变送精度可对传感器信号进行滤波，对抗干扰有一定帮助。组态调整、模拟量输出调整和复测可实现仪表在线修调及验证。
复测，可查询仪表的主变量、模拟量、百分比、冷端温度信息。
3多种工具支持
提供多种工具帮助完成生产与调试需求。
PC端调试软件
支持4-20mA、0-10V、0-5V、HART、UART多种通信调试方式：
手机端APP
提供安卓手机端APP调试软件，借助OTG与通信线实现在线调试。手机端APP界面如下：
自动化标定工具
温度传感器自动化标定工具支持4-20mA 、0-10V、0-5V三种通信调试方式，集成电流电压表，高精度温度传感器、计算机接口，配合PC上位机软件的使用，根据需要勾选自动化流程，可自动化完成DAC校准、多种传感器信号标定、仪表复测、参数配置和保存等步骤，中间数据显示在上位机窗口中。
本工具支持1路仪表的同时校准。
4产品方案应用
基于SD25F101实现的温度变送器，借助内部的PGIA、ADC、OP、温度传感器等资源实现硬件设计，大大简化硬件电路的复杂度，提高产品的一致性。
以F101T-420温度变送器板卡为例，根据一体化温度变送器外形设计，支持市场主流的温度传感器应用。
以F201T-HART温度液晶表头方案为例，液晶显示和按键操作更方便用户调试使用。
三总结
基于SD25F101实现的温度变送器方案，测量精度高，可测量传感器种类丰富，配套丰富的调试工具与自动化工具，大大提高了方案的易用性，节约成本，提高生产效率。
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原文标题：技术分享 | 基于SD25F101的通用温度变送器解决方案v1.0
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