Auflösungsverbesserung für ein 2-Draht-PT100-Setup mit ADC und ohne externe Verstärkung

Ich arbeite an einem PT100-basierten Temperatursondensensor, um die Temperaturdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Rohr mit fließendem Wasser zu lesen. Die Anforderungen sind:

• 1mK Auflösung über 0-45C Bereich.
• duales PT100-Setup zur Erkennung von Kalibrierungsabweichungen.
• Eine absolute Genauigkeit von 0,1 °C wäre optimal, aber was wirklich wichtig ist, ist das Erhalten zuverlässiger Differenzmessungen zwischen gepaarten Sonden.
• RS485-Kommunikation.

Einschränkungen, die ich habe:

Die Leiterplatte kann nicht größer als 100 mm Durchmesser sein, um in den Kopf der Sonde zu passen, und da ich ein 2xPT100-Setup benötige oder keinen Platz für Signalkonditionierung + ADC für beide habe, muss ich mich nur auf hochauflösende ADC verlassen.

Was ich bisher auf dem Designtisch habe:

Ich verwende einen 2xPT100 DIN 1/10 für maximale Genauigkeit (+-0,006 C Fehler bei 45 ° C) mit einem 22-Bit-Delta-Sigma-ADC (ENOB: 21,9, aber tatsächlich 20,9, da er den Zweierkomplementausgang verwendet). Dies ist die vereinfachte Schaltung einer Sonde, die zeigt, wie sowohl die PT100-Schnittstelle als auch die ADCs und die MCU:

BEARBEITEN: Nur zur Verdeutlichung müssen die PT100 in jeder Sonde (in der MCU) miteinander verglichen werden, damit erkannt werden kann, wann die Sonde kalibriert werden muss. Dann muss die Temperatur zwischen den Sonden verglichen werden, um die Temperaturdifferenz zwischen den Punkten zu kennen.

Für diese Schaltung erhalte ich ein Signal, das 12,6572 mV von 0 bis 45 ° C (100-117,47 Ohm) variiert, dann bekomme ich eine Auflösung von 2,27 mK und einen Strom von 1,54 mA durch den PT100. Wenn ich auf 1 mK heruntergehen wollte, sehe ich nur zwei Lösungen :

1. Verwenden Sie einen niedrigeren Wert für R1, um eine höhere Auflösung zu erhalten, und senken Sie auch Vref/Vex, um den Strom durch den RTD anzupassen

zB: R1=500 Ohm für 0,975 mK Auflösung und Vref/Vex= 1,024 V für 1,65 mA

2. Behalten Sie die R1- und Vref/Vex-Werte bei und erhalten Sie eine höhere Auflösung durch Oversampling- und Dezimierungsmethode. Die PT100-Reaktionszeit T90 beträgt normalerweise nicht weniger als 3 Sekunden, also denke ich, dass ich selbst mit den 13SPS, die der MCP3551 bietet, in der Lage sein sollte, die zusätzlichen 1,2 Bits zu bekommen, die ich brauche, aber ich bin mir nicht sicher.

Kann ich noch etwas tun, um die Auflösung zu verbessern?

Ich habe den ADC MCP3551 ausgewählt, weil sein ENOB ziemlich hoch ist 20,9 im Vergleich zu all den 24-Bit-Sigma-Delta-ADCs da draußen, die nicht mehr als 19 ENOB haben, und außerdem ist es nur ein 8-Pin-SOIC-IC. Wenn also jemand einen nicht massiven ADC vorschlagen kann das übertrifft dieses Ich bin offen, es zu ändern.

Wenn Sie Fragen zu dem Problem haben, fragen Sie bitte, wenn ich wichtige Informationen hinterlassen habe oder denke, ich könnte mehr erläutern, fragen Sie bitte.

BEARBEITEN: Ich füge die gesamte Systemskizze hinzu

EDIT2: Mir wurde vorgeschlagen, ADS124S06 zu verwenden. Es bietet eine Auflösung von etwa 23 Bit, ohne den PGA zu aktivieren. Ich könnte auch den PGA aktivieren und die Gleichtaktspezifikationen erfüllen, da dieser IC es ermöglicht, die PT100 parallel zu schalten und die Spannung über Rref zu verwenden als Ebenenverschiebung. Der Nachteil ist, dass es sich um einen 32-Pin-IC handelt, sodass das Routing ein Alptraum sein könnte ...