Jump to content

    

AD7730 + датчик давления 26PCA

системная калибровка полной шкалы нужна прежде всего для компенсации температурного дрейфа АЦП и/или ИОН

В принципе именно так, но не только, потому как ещё существуют долговременной дрейф, изменение проводимостей по путям утечек (на плате), изменение параметров резисторов, питания и прочее. В общем случае системная калибровка (как шкалы, так и нуля) призвана скомпенсировать ДОЛГОВРЕМЕННОЙ уход параметров измерительной системы (но не преобразователя первичного) при выполнении относительно КРАТКОВРЕМЕННОГО набора измерений в заданных условиях (тут же всплывает оговорка о синфазном напряжении при системной калибровке смещения нуля - для моста это напряжение должно быть равно среднему абсолютному напряжению плеч , т.е. при питании 10 В это 5 В без отклонений в милливольтах - его можно формировать отдельно, а можно подключиться к одному из выходов моста и пренебречь теми самыми милливольтами, так как практически их влияние на фоне 5 В пренебрежимо мало). В Вашем случае системная калибровка делаться могла бы с помощью набора ключей перед усилителем, а не непосредственно на входе АЦП (только чем бы таким выдать точных +-32.5 мВ при синфазных 5 В без самого моста? 8-P). Заметьте, что поддержка системной калибровки при величинах внешнего сигнала напряжения полной шкалы близких к напряжению опоры АЦП требует на момент калибровки большего динамического диапазона АЦП, чем при непосредственно измерениях. Последнее либо обеспечивается внутренним расширением разрядности АЦП в режиме системной калибровки, либо внешним схемотехническим решением, обеспечивающим соотношение, при котором опорное напряжения АЦП во всех случаях больше или равно напряжению полной шкалы при системной калибровке шкалы.

Для контроля долговременного ухода применяется механизм поверки - регулярная, но достаточно редкая, процедура пРоверки основных метрологических характеристик. При фактических малых долговременных уходах оборудования она нивелируется до способа выявления "незаметных" отказов, а при ожидаемых "больших" долговременных уходах позволяет выявить устройства, требующие обслуживания - подстройки, перекалибровки - или, опять же, замены. Так вот поверку делают либо для канала измерения либо для канала, содержащего и первичные преобразования, и измерения вторичных величин. Т.е. если Вы продаёте платы преобразователей напряжение-код;) и поставляете сенсоры давления, то Вы можете защищать их метрологические характеристики по отдельности - сенсор давления будет защищаться как преобразователь первичный давление-сопротивление, а плата как преобразователь первичный напряжение-код. В случае же, когда у Вас преобразователь давление-код, Вы можете никому не рассказывать, что у Вас за сенсор, какая плата АЦП, какие напряжения питания внутри и прочее, но Вы должны обеспечить заявленные характеристики преобразования давление-код. Если короче - АЦП ничего о давлении не знает;), а Вы, проверяя канал измерения (задаёте давление и проверяете соответствие выходного кода), ничего не знаете, что внутри канала;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Прочитал статью на Analog Device о применении инструментального усилителя AD8555 для усиления и формирования сигнала мостового датчика 26PC01SMT.

http://www.analog.com/library/analogdialog...-05/AD8555.html

 

Вопрос в следующем:

в даташите 26PC01SMT параметры указаны при напряжении питания +10В. При этом диапазон выходного напряжения датчика составляет (по даташиту) +/-14.7 ... +/-18.7мВ. В статье же датчик и AD8555 запитан от +5В. Но самое интересное то, что автор указал в статье, что в даташите спецификации датчика указаны для напряжения питания +10В, но они пересчитали их для +5В, ... и приводят такие же параметры, что и в даташите?!!

Получается, одно из двух:

либо автор статьи врет, либо выходное напряжение датчика (и остальные параметры) не зависит от напряжения питания :05:

 

И второй вопрос.

Температурные зависимости смещения нуля и чувствительности описываются полиномами второй степени.

Kbridge(P,T) = n0 + n1T +n2T^2 + (n3P + n4P^2)(1 + n5T + n6T^2). Параметры датчика измерили в трех точках температурного диапазона при двух значениях давлений: ноль и максимум. По результатам измерения вычислили коэффициенты полинома.

Объясните, пожалуйста, как определить температурные коэффициенты смещения и чувствительности датчика давления? Или каким образом определить значения, которые нужно записать в регистры OFFSET, FULLSCALE, при определенных значениях температуры.

26PC_SMT.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кажется до меня дошло... Имея коэффициенты полинома и подставляя текущую температуру определение давления сводится к решению квадратного уравнения (положительный корень). Назначение коэффициентов полинома следующее:

k0,k1,k2 = offset polynomial coefficients (initial, first and second order drift)

k3,k4 = pressure sensitivity and non-linearty

k5,k6 = span first and second order temperature drift

 

Таким образом k0 = смещению нуля при отсутствии давления в середине температурного диапазона. k3 = чувствительности.

 

Вопрос. Если произвести системную калибровку смещения нуля и системную калибровку полной шкалы в середине температурного диапазона (при отсутствии давления и максимальном давлении соответственно), то при решении квадратного уравнения необходимо k0 = 0 и k3 = 1, т.к. эти значения уже вычитаются/умножаются из результата преобразования?

 

Отвечайте, пожалуйста, а то получается разговор слепого с глухими ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну, правильно. Забудьте только про системную калибровку, оставьте АЦП в покое. Пусть расчетами и нормалтзацией сигнала займется микроконтроллер.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вопрос. Если произвести системную калибровку смещения нуля и системную калибровку полной шкалы в середине температурного диапазона (при отсутствии давления и максимальном давлении соответственно), то при решении квадратного уравнения необходимо k0 = 0 и k3 = 1, т.к. эти значения уже вычитаются/умножаются из результата преобразования?

Используйте коэффициены по назначению, для расчёта в микроконтроллере, а не пытайтесь их менять - они для давления с температурой, пропущенных через чёрный ящик по имени АЦП, а вот чтоб черный ящик не портился;) делайте ему самокалибровку (не системную!) нуля и шкалы.

Присоединяюсь к

Забудьте только про системную калибровку
.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Используйте коэффициенты по назначению, для расчёта в микроконтроллере, а не пытайтесь их менять - они для давления с температурой, пропущенных через чёрный ящик по имени АЦП
Т.е. ko - это не значение смещения при отсутствии давления в середине температурного диапазона? Температурный дрейф смещения учитывается следующими коэффициентами ... + k1T + k2T^2 . Или я ошибаюсь?

 

И что по первому вопросу о статье Analog Device?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Т.е. ko - это не значение смещения при отсутствии давления в середине температурного диапазона?

нет, физический смысл тот - связано именно со значением смещения, а само значение не то, хотя, вероятно, может и совпадать.

И что по первому вопросу о статье Analog Device?

пока нет времени, может чуть позже посмотрю - взглянул - там какие-то особенности перевода - не стал разбираться. извините

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ошиблись, похоже, в Analog Devices. Естественно, с изменением напряжения питания моста пропорционально изменяются и "нуль" и "диапазон".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо.

Есть еще пару вопросов, если позволите ;)

 

Сейчас рассматриваю вариант применения некомпенсированных датчиков давления от Freescale MPX10, MPX12 в связке ИУ с цифровой установкой усиления и смещения AD8557 + 24-битн. АЦП AD7794. Привлекает в датчиках напряжение питания +3В и удобный конструктив. Таким образом можно всю аналоговую часть запитать непосредственно от Li-Ion аккумулятора +3.7В без всяких Step-Up преобразователей и ИОНов. Так как схема рейтиометрическая, то снижение напряжения на аккумуляторе не отобразится на результате преобразования. Последовательно с датчиком давления включить прецизионный резистор с низким ТКС для измерения на нем температурный уход датчика давления. Смущает только большее потребление MPX10/MPX12 (6mA) по сравнения 2mA у 24PCA и нелинейность (макс) 5% у MPX12. И можно ли аппроксимировать эти датчики полиномом второй степени, как описывалось выше? В общем, есть ли преимущества по остальным параметрам мотороловских датчиков перед хонейвеловскими? Что скажите?

MPX10.pdf

MPX12.pdf

24PCxxxG_D.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

С датчиками MPX решение с последовательно включеным резистором для измерения температуры может не пройти. Я не вдавался в подробности, но знаю, что так называемый X-tranducer, ноу-хау от Motorola, это не мостовая схема.

 

Я не говорил раньше, но если газы, давление которых Вы собрались измерять, агрессивные, либо сильно запыленные, невозможно вообще использовать простейшие готовые датчики, представляющие собственно только кремниевую мембрану. Через короткое время неизбежно либо датчик выйдет из строя, либо сильно уйдут показания.

Share this post


Link to post
Share on other sites
С датчиками MPX решение с последовательно включеным резистором для измерения температуры может не пройти.
Но у этих датчиков сопротивление моста (точнее Х-ducer) также растет от температуры. Какие могут быть проблемы? Вопрос только зависимость эту можно ли описать полиномом второй степени?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Надо пробовать. Практика - критерий истины.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тоже присоединяюсь к "Забудьте про системную калибровку". Делайте термокомпенсацию программно, оставив АЦП в покое.

 

P.S. Письмо Вам не могу отправить, возвращается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
С датчиками MPX решение с последовательно включеным резистором для измерения температуры может не пройти. Я не вдавался в подробности, но знаю, что так называемый X-tranducer, ноу-хау от Motorola, это не мостовая схема.

Такая схема у нас работает. Не знаю, со всеми ли X-transducer будет работать. С какими конкретно работает - чуть позже смогу узнать - у нас этими сенсорами конкретный Кулибин занимался. Вот только скажу, что меряли обычно напряжение прямо с питания моста (резистор, естественно, тоже был) - в сущности это то же, что с резистора, только удобнее так было - по уровням, привязке и пр.

нелинейность (макс) 5%

это не есть гут, но не смертельно. гораздо опаснее не заметить большой гистерезис - его компенсировать никакая электроника не может.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this