Component - RTD Calculator V1.20 (Chinese).pdf

PSoC® Creator™ 组件技术资料
RTD 计算器组件
1.20
特性
 -200 °C 到 850 °C 的温度范围内,计算精度为 0.01 °C
 为电阻到温度的转换提供简单的 API 函数
 显示 Error Vs Temperature(误差与温度)图形
概述
电阻温度检测器 (RTD) 计算器组件生成一个多项式近似,用于依据 RTD 电阻计算 PT100、
PT500 或 PT1000 RTD 的 RTD 温度。计算误差预算是用户可选择的,其决定了将用于计算的多
项式的阶次(1 到 5)。较小的计算误差预算将导致计算密集度较高的计算。例如,五阶多项式将
比更低阶的多项式提供更精确的温度计算,但将需要更多的时间来执行操作。在选定了最大温
度、最小温度和误差预算之后,此组件将生成最大温度误差和针对此范围内所有温度的误差与温
度图形,以及使用选定多项式进行计算所需要的 CPU 周期数的估算值。选择最低的误差预算将会
选择最高阶次的多项式。对于整个 RTD 温度范围,即 -200 °C 到 850 °C,此组件使用五阶多项
式提供 <0.01 °C 的最大误差。
何时使用 RTD
此组件只有一个用例。组件提供的 API 用于根据 RTD 电阻计算温度。
输入/输出连接
此组件是一个软件组件,没有任何输入/输出连接。
Cypress Semiconductor Corporation
Document Number: 001-87131 Rev. *A
• 198 Champion Court • San Jose, CA 95134-1709 • 408-943-2600
Revised April 4, 2016
RTD 计算器组件
PSoC® Creator™ 组件数据手册
参数和设置
将 RTD 计算器组件拖入设计中,双击它以打开 Configure(配置)对话框。该对话框有一个选项
卡,可引导您完成 RTD 计算器组件的设置过程。
一般选项卡
General(一般)选项卡提供以下参数。
RTD Type(RTD 类型)
选择 RTD 类型 - PT100、PT500 或 PT1000。默认值为 PT100。
温度范围
用户选择 RTD 预期要测量的最小温度和最大温度。温度值应在 [-200, 850] 范围内,包括这两
个值。
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RTD 计算器组件
Calculation Error Budget(计算误差预算)
鉴于整个温度范围中的多项式近似,此处提供了最大误差。选项:0.01、0.05、0.1、0.5、1。默
认值为 0.05。
Coefficients(系数)
当选定了“IEC 60751”单选按钮时,A、B、C 系数将使用 IEC 60751 中的 Callendar–Van Dusen
系数进行自动填充。如果选定了“Custom”(自定义)单选按钮,A、B、C 系数可手动输入。这些
系数默认为标准值,但可根据以下限制进行编辑:
A:范围 (3.5E-3, 4.1E-3) 中的真值最多 6 位有效数字。
B:范围 (-6.2E-3, 5.5E-3) 中的真值最多 6 位有效数字。
C:范围 (-7E-12, -3E-12) 中的真值最多 6 位有效数字。
Temperature Error Vs Temperature(温度误差与温度)图形
此图形显示了温度误差与选定温度范围和精确度的温度。无论何时更改了温度范围或误差预算,
都会刷新此图形。
通过以下方式计算温度误差:首先直接使用 Callendar–Van Dusen 等式构建电阻与温度表格,然
后使用需要的多项式近似为此表格中的电阻值计算温度。
多项式阶次
鉴于多项式,选择合适的多项式阶次,以便于最大误差小于选定的 Calculation error budget(计
算误差预算)。通过评估 1 阶到 5 阶的多项式的最大误差并选择满足误差预算要求的最低阶的方
式来完成此操作。
Max calc error(最大计算误差)
鉴于整个温度范围中的多项式近似的最大误差。
No. of CPU cycles(CPU 周期数)
为计算选定的多项式而使用的 CPU 周期总数的估算值。
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RTD 计算器组件
应用程序编程接口
应用程序编程接口 (API) 库例程允许您使用软件配置组件。下表列出了每个函数的接口,并进行了
说明。以下各节将更详细地介绍每个函数。
默认情况下,PSoC Creator 将实例名称“RTD_1”分配给指定设计中组件的第一个实例。您可以将
其重命名为遵循标识符语法规则的任何唯一值。实例名称会成为每个全局函数名称、变量和常量
符号的前缀。出于可读性考虑,下表中使用的实例名称为“RTD”。
函数
int32 RTD_GetTemperature(uint32 res)
说明
根据 RTD 电阻计算温度
int32 RTD_GetTemperature(uint32 res)
说明:
根据 RTD 电阻计算温度。
参数:
电阻:电阻,单位:mΩ。
返回值:
温度,单位:1/100ths 摄氏度。
副作用:
None
MISRA 合规性
本节介绍了本组件与 MISRA-C:2004 的合规和偏差情况。定义了两种类型的偏差:


项目偏差 - 适用于所有 PSoC Creator 组件的偏差
特定偏差 - 仅适用于此组件的偏差
本节提供了有关组件特定偏差的信息。系统参考指南的“MISRA 合规性”章节中介绍项目偏差以及
有关 MISRA 合规性验证环境的信息。
RTD 计算器组件没有任何特定偏差。
固件源代码示例
PSoC Creator 在“查找示例项目”对话框中提供了很多包括原理图和代码示例的示例项目。要获取
组件特定的示例,请打开组件目录中的对话框或原理图中的组件实例。要获取通用的示例,请打
开 Start Page(开始页)或 File(文件)菜单中的对话框。根据需要,使用对话框中的 Filter
Options(筛选选项)可缩小可选项目的列表。
有关更多信息,请参见 PSoC Creator 帮助中的“Find Example Project(查找示例项目)”主题。
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RTD 计算器组件
功能描述
RTD 是一个正温度系数(PTC - 电阻随着温度增高而增大)- 传感器。电阻-温度关系不是完全的
线性关系。各种标准近似于此非线性。其中,IEC 60751 是使用最广泛的标准之一。RTD 电阻到
温度的关系由 Callendar–Van Dusen 等式指定。等式 1 和 2 定义了 IEC 60751 中的电阻到温度的
关系。在 0 °C 以上,RTD 温度由 0 °C (R0) 时 RTD 电阻和常量 A 和 B 指定。
当 T>0 时,
RT  R0 (1  AT  BT 2 )
公式 1
其中,RT 是 T °C 时的电阻。
在 0 °C 以下,除 A 和 B 外,还涉及第三个常量 (C),如等式 2 中所示:
当 T<0 时,
RT  R0 (1  AT  BT 2  C (T  100)T 3
公式 2
针对标准工业级铂,PT100 RTD 的 A、B、C 的值在 IEC 60751 中已指定,分别为:
A  3.9083 *10 3 C 1
B  5.775 *10 7 C 2
C  4.183 *10 12 C 4
这些等式依据温度提供电阻。要依据电阻获得温度,组件自定义程序使用上述等式计算出最适合
电阻-温度点的集合的多项式。
多项式系数通过最小二乘方拟合方法获得。
资源
在固件中完全实现此组件。它不会消耗任何其他 PSoC 资源。
API 存储器使用
根据编译器、组件、所用 API 数量和组件配置的不同,组件内存使用会出现较大变化。下表提供
指定组件配置中可用的 API 的存储器使用。
已利用释放模式中配置的相关编译器进行了测量,大小采用了优化设定。对于特定设计,可以分
析编译器生成的映射文件以确定存储器使用。
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RTD 计算器组件
PSoC 3
(Keil_PK51)
配置
PSoC 4 (GCC)
PSoC 5LP (GCC)
闪存
SRAM
闪存
SRAM
闪存
SRAM
字节
字节
字节
字节
字节
字节
RTD [-200;850],计算误差为 0.01
298
0
228
0
264
0
RTD [-200;850],计算误差为 0.05
286
0
200
0
232
0
RTD [-200;850],计算误差为 0.1
286
0
200
0
232
0
RTD [-200;850],计算误差为 0.5
278
0
168
0
208
0
RTD [-200;850],计算误差为 1
278
0
168
0
208
0
RTD [-150;700] ,计算误差为 1
270
0
140
0
168
0
RTD [-50;100] ,计算误差为 1
266
0
120
0
144
0
性能
此组件的性能取决于自定义程序中选择的实现方法。已使用 Release (发布)模式中配置的关联
编译器使用 24 MHz 的 CPU 速度收集以下测量。这些数字应视为近似值,并应用于确定必要的权
衡。
多项式阶次
CPU 周期数 (PSoC 3)
CPU 周期数 (PSoC 4/PSoC 5LP)
1
3250
70
2
4400
110
3
5550
150
4
6700
190
5
7850
230
组件更改
本节介绍组件与以前版本相比的主要更改。
版本
更改说明
1.20.a
Minor datasheet edit.
1.20
更新了数据手册中的存储器使用情况和 MISRA
合规性。
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更改/影响原因
此组件未进行 MISRA 合规性验证。
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版本
RTD 计算器组件
更改说明
1.10.a
更新了数据手册中的存储器使用情况和 PSoC 4
的性能。
1.10
添加了“MISRA 合规性”章节
更改/影响原因
此组件未进行 MISRA 合规性验证。
更新了“样品固件源代码”章节
1.0
版本 1.0 是 RTD 计算器组件的首次发行版。
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