電阻溫度檢測器（RTD）傳感器的電阻是通過施加精密電流源并測量產生的電壓來測量的。這種方法通常需要一個精密的電壓基準來創建電流源，然后是一個高質量的模數轉換器（ADC）以測量電壓。

在室溫下達到這一目標并不困難，但是當您認為測量系統的溫度可以在-40至+55 C°的范圍內時，任務將變得更加艱巨。

解決此問題的蠻力方法是使用昂貴的溫度穩定電壓基準，ADC和其他組件，并結合軟件校準來補償參數的溫度漂移。這種方法很復雜，將無法實現限制傳感器精度的高精度。

發現一種更好的方法是使用精度為0.1％的5 ppm /°C超穩定電阻作為RTD測量的參考。這種方法需要兩個板載超穩定電阻進行校準（1k和2k），以實現高RTD精度。這些電阻器用于校準RTD讀數并補償溫度漂移誤差。

該設計將Q1-Q3晶體管與R1電阻結合使用，以形成一個恒流源，該源使用2.5V ADC基準電壓源提供約1mA的電流（見圖）。當相應的GPIO引腳被驅動為低電平時，校準電阻R4和R5以及RT1和RT2 RTD傳感器可以吸收該電流。不用時，GPIO引腳為三態。在ADC輸出端測量電壓。

Q1-Q3晶體管和R1電阻形成一個恒流源，使用2.5V ADC基準電壓源可提供約1mA的電流

為了進行校準，我們將需要讀取兩個電阻并計算恒流源值和組合誤差，我們將其稱為V Offset。校準后的I cc和V Offset值用于轉換RTD溫度讀數。

校準結果（請參見上表）使用以下公式計算：

哪里：

R RTD是測得的RTD電阻。

V ADC是ADC電壓讀數。

I CC是某種恒定電流源。

V Offset是累積誤差的電壓偏移。請注意，此變量是多個誤差電壓源的組合。因此，將其拆分成多個組件以獲得更好的精度可能是有益的（盡管不是必需的）。

要計算V Offset和I CC， 我們需要做一些假設以得出以下公式：

第一個假設：校準電阻是理想的，其阻值分別為1，000-和2，000-Ω。

第二個假設： I CC電流源在測量期間保持穩定。

第三個假設： ADC轉換結果完美。

根據這些假設，我們可以這樣寫：

在公式2中，VCAL 1K和VCAL 2K表示施加I CC電流時在校準電阻上產生的電壓。

通過求解I CC和V Offset的 等式，我們得到以下等式：

實驗裝置測量

實驗設置有兩個校準電阻和兩個RTD安裝在不同的位置。我們使用了具有10位分辨率的ADC和在室溫下額定1k的表面貼裝RTD。注意，上表中樣品2和3之間的板溫度變化時，校準值如何變化。

為了收集數據，軟件遵循以下步驟：

1. 讀取校準電阻和RTD上的ADC電壓電平。

2. 使用公式3 計算V 偏移。

3. 用公式4 計算ICC。

4. 利用公式1確定RTD電阻。

5. 通過查表和分段插值將RTD電阻值轉換為溫度。
編輯：hfy