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基于纳芯微电子的NSA2860芯片高集成度RTD温度变送解决方案

2017-03-10

类别：工业控制

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拍明

一、系统简介NSA2860是苏州纳芯微电子有限公司推出的一款专用的RTD温度变送芯片。单芯片集成了大多数RTD温度变送系统所需的电路。利用NSA2860可实现高精度的温度测量同时还具有4-20mA电流，0-5V，0-10V电压变送输出。NSA2860RTD温度变送方案设计简单，外围器件少，可实现常用RTD传感器（PT100、PT1000、Cu50、Cu100等）的温度变送，支持两线、三线、四线的测量模式。芯片内置三阶非线性校准算法，通过软件可实现芯片的自动校准以及配置。另外NSA2860还可以支持PDM等数字输出。

本文是基于NSA2860的RTD温度变送系统，采用三线输入模式，输出采用4-20mA输出。如果想基于NSA2860实现其它模式输入或者电压输出模式，可以联系苏州纳芯微电子有限公司。

系统性能指标如下测量温度范围：-200℃~600℃

测量误差：0.038℃（-100℃~100℃），0.68℃(-200℃~600℃)0.019%FS（-100℃~100℃），0.085%FS (-200℃~600℃)温度漂移：0.00146%FS/℃(环境温度20℃~85℃)电源电压范围：8V-30V输出电流精度：360nA环境温度：-40~85℃

二、电路描述NSA2860 RTD温度变送系统是基于高集成度的NSA2860 RTD温度变送的专用芯片外加少量器件实现的。本系统采用三线RTD测量方案，电路框图如图3.1。

NSA2860 三线RTD温度变送电路框图

图3.1 NSA2860 三线RTD温度变送电路框图

完整的系统原理图

图3.2完整的系统原理图

2.1 NSA2860简介

NSA2861是一款基于数字校准原理的RTD温度传感器的校准和变送输出的专用芯片。NSA2861集成了外部JFET控制器，仪表放大器，24位ADC，数字校准电路以及双路恒流源等电路，并可以支持数字接口输出，模拟电压输出，4~20mA变送输出等各种输出模式，支持两线，三线和四线模式的连接方式，NSA2861支持如PT100，PT1000，Cu50，Cu100等各种类型的RTD温度传感器。同时允许设置上限和下限钳位电流和电压，具有报警电流电压输出功能。数字化的校准变送方案使得NSA2861不需要可变变阻器，即能很方便的实现全自动校准。高集成度和巧妙的接口方案，使得NSA2861仅需最少的外部器件，即可实现对RTD温度变送模块的校准和变送，并大大减小了模块尺寸。

NSA2860与NSA2861的区别是NSA2860内部比NSA2861多集成了一个辅助温度测量通道，在热电偶测量时可以用作冷端温度补偿。

三、总结本方案基于NSA2860，外加少量外围器件实现RTD温度变送，该方案的好处：

1.相比XTR105的方案，可以实现3阶非线性校准，准确性高。

2.无可变电阻的好处：例如无需人工迭代多次校准，电路占用空间小，可变电阻长期稳定性问题。

3.自动一键化较准，生产成本低。

　NSA2860是国内首款高精度集成化工业传感器调理变送芯片，应用于各种阻式或电容型传感器或变送器(如压力变送器和热电偶温度变送器等)。NSA2860集成了外部JFET控制器，24位主信号测量通道和24位辅助温度测量通道，传感器校准逻辑，双路恒流源等电路，并可以支持数字接口输出，模拟电压输出，4~20mA变送输出，PWM/PDM输出等各种输出模式。高集成度和巧妙的接口方案，使得NSA2860仅需最少的外部器件，即可实现压力或温度变送模块的校准和变送。通过内置的MCU，NSA2860支持对传感器的零点，灵敏度的二阶温度漂移校准以及最高三阶的非线性校准，校准精度可以达到0.1%以内，其校准系数存储于一组EEPROM中。

关于苏州纳芯微电子有限公司

苏州纳芯微电子有限公司 (Suzhou Novosense Microelectronics Co., Ltd.) 成立于2013年5月，致力于高性能集成电路芯片的设计、开发、生产和销售，是国内第一家专业面向传感器系统，提供一站式传感器IC解决方案和持续技术支持的IC设计公司。

公司在MEMS，微小信号采集，混合信号链处理以及传感器校准等领域拥有独立知识产权和丰富IP积累，提供传感器调理芯片芯片成品及晶圆，并提供传感器IC一站式设计服务。

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