В первой части этой статьи [1] мы увидели, как с помощью недорогого операционного усилителя можно получить на удивление точные показания от резистивного датчика температуры (RTD). Однако мы также обнаружили, что это была ложная экономия из-за неустранимого температурного дрейфа. В этой заключительной части данная проблема решается за счет использования более дорогого прецизионного операционного усилителя OP177, который, тем не менее, намного дешевле, чем один датчик RTD.
 | |
| Рисунок 1. | Использование прецизионного операционного усилителя позволяет устанавливать опорный уровень выходного сигнала с помощью пассивной цепи, поскольку температурные дрейфы и рассогласования больше не являются проблемой. Светодиод LED1 одновременно выполняет функции разделителя шины и индикатора питания, а LED2 выдает простое предупреждение о низком заряде батареи. Рассчитанная кривая погрешности предполагает, что компоненты идеальны, и показывает пределы точности для этой схемы. |
Теперь, когда нам больше не нужно беспокоиться о дрейфе, мы можем сбалансировать выходной сигнал входного каскада с помощью пассивной цепи – резисторов R8-R11 на Рисунке 1. На этом же рисунке представлена (идеальная, теоретическая) кривая погрешности, полученная после подстройки резистора положительной обратной связи R5 для минимизации ошибок в диапазоне температур от 0 до 100 °C, – та же, что на Рисунке 2 в Части 1.
 | |
| Рисунок 2. | Добавление цепи смещения к усилителю A1 позволяет получать на его выходе 0 мВ («Общий») при измерении 0 °C и расширить шкалу отрицательных значений в сторону более низких температур. |
Хотя это работает аналогично схеме из Части 1, есть некоторые практические отличия. Для работы усилителя OP177 требуется напряжение не менее 6 В (но он может работать и при ±15 В), поэтому хорошим источником питания является 9-вольтовая батарея (например, MN1604). Шина должна быть разделена, для чего используется светодиод LED1. Через резистор R1 проходит ток источника опорного напряжения D1 и соединенных с ним компонентов. Этот ток, проходящий через LED1, не только зажигает его, но и смещает общую шину на пару вольт относительно отрицательной, чего вполне достаточно, учитывая небольшие размахи напряжения. На ярких, чисто-зеленых устройствах падает около 2.3 В; на обычных светодиодах меньше, но они были довольно тусклыми. Сопротивление R1 было выбрано таким, чтобы гарантировать правильную работу микросхемы D1 при напряжении батареи ниже 5.6 В, при котором мои операционные усилители фактически умирали.