Повышение точности измерения микровольтовых напряжений, Измерение напряжения с термопар дериватографа при пом. ADS1258 Опции

[glserg]

Добрый день,

Вопрос по схеме измерения микровольтовых напряжений при помощи высокоразрядного АЦП. Схема сделана по даташитам, но не обеспечивает требуемую точность.

Схема используется в проекте "дериватограф" для измерения напряжения с термопар.
Для оцифровки используется 24-разрядный АЦП ADS1258.

АЦП подключен согласно даташиту.


Схема формирования опорного напряжения взята из аппнота "ECG Implementation on the TMS320C5515 DSP Medical Development Kit" (устройство измерения ЭКГ), но убран операционный усилитель

используемая:


Общий вид платы:
разводка:


обратная сторона:



Схема и разводка в DipTrace прикреплены

При тестовом измерении напряжения (от батарейки, дифференциальное подключение) значение, выдаваемое с АЦП, плавает в пределах +- 200 мкВ, чего недостаточно.

АЦП теоретически способен обеспечить точность на уровне 1 мкВ.

Можно ли повысить точность измерения и если да - то каким образом?

Спасибо

Прикрепленные файлы

 Scheme.7z ( 17.19 килобайт ) Кол-во скачиваний: 21

 

[Tanya]

Можно ли повысить точность измерения и если да - то каким образом?
Спасибо

1. Запитайте от аккумулятора.
2. Отвяжитесь от компьютера. У Вас какой канал связи?
3. Измерьте нуль.
4. Посмотрите статистику и дрейф.
Разводку не смотрела. Только фото. Вид сзади хороший. Резисторы в SPI стоят?
Какое усиление?
У меня АЦП из этой серии по точности в точности соответствует даташиту.

[Stanislav]

Схема формирования опорного напряжения взята из аппнота "ECG Implementation on the TMS320C5515 DSP Medical Development Kit" (устройство измерения ЭКГ), но убран операционный усилитель

Не убирайте.

Можно ли повысить точность измерения и если да - то каким образом?

Спасибо

Для начала, сделать правильной опору.
В простейшем случае, подайте хорошо закондюченный выход опорника непосредственно на референсный вход АЦП. Без каких-либо резисторов.

[Tanya]

Спасибо

А почему Вы выбрали такой быстрый АЦП? Ведь это не нужно для дериватографа?

[Stanislav]

А почему Вы выбрали такой быстрый АЦП? Ведь это не нужно для дериватографа?

А Вы уверены, что он быстрый?

[Tanya]

А Вы уверены, что он быстрый?

Для дериватографа быстрый.

[Stanislav]

Для дериватографа быстрый.

Я имел в виду, настолько быстрый, насколько Вы это себе представляете.
Для дериватографа, эстессно.

[Ruslan1]

Использовал такой лет 7 назад- как-то не запомнился он никакими проблемами.

1. Включите максимальную фильтрацию (то есть будет минимальный DataRate) и обязательно разрешите CHOP(он там внутри есть? не помню).
2. Жестко установите один канал (то есть не переключайтесь).
3. Замкните этот выбранный вход, при этом отсоедините выводы этого входа от дорожек на плате

И убедитесь, что параметры соответствуют/не соответствуют заявленным в даташите.
кстати, убедитесь, что выход DRDY щелкает семплы с расчетной скоростью- вдруг в установках напутали

Если параметры не соответствуют- ищите проблемы в железе (схема, шум опорника, шум питания) или в софте (неправильный опрос, неправильное конфигурирование). Если соответствует- подключайте понемногу, начиная с мультиплексирования и заканчивая подключением входа к дорожкам на плате.

[glserg]

Добрый день.

Вы пишете, что используемый АЦП "слишком быстрый".
Не могли бы вы посоветовать другой АЦП?

Требования к измерению следующие:
Диапазоны измерения -100..+100 мВ и -10..+10 мВ.
Погрешность измерения не более 5 мкВ, желательно 1 мкВ.
Общее количество каналов для измерения - 5.
Частота - не менее 100 Гц на канал.

Спасибо.

[_pv]

ad7194
можно просто готовый кит у AD за 59$ купить, там судя по всему то что вам надо АЦП + МК с USB (cy7c68013), и свою прошивку написать, схемы все доступны.

[Stanislav]

Добрый день.

Вы пишете, что используемый АЦП "слишком быстрый".
Не могли бы вы посоветовать другой АЦП?

Не обращайте внимания.
Некоторые пишут, абы только писать, не имея ни малейшего представления о предмете. Несмотря на досужие рассуждения о "соответствии точности даташиту".
Вполне приличный АЦП, я такой давно пользую, именно для НЧ измерений.

Требования к измерению следующие:
Диапазоны измерения -100..+100 мВ и -10..+10 мВ.
Погрешность измерения не более 5 мкВ, желательно 1 мкВ.

Вам следует начать с проектирования нормирующих усилителей. Ими как раз и будет определяться погрешность измерения. Та схема, которая у Вас сейчас, не годится для сигналов с таким уровнем.
Кроме того, 1 мкВ точности, без должного опыта, получить не удастся. Это уже требует термостатирования и/или термокомпенсации, не считая схемотехнических и топологических закавык. Так что пока забудьте.

ЗЫ, Допустимая отн. погрешность измерений у Вас - 0,005%. АЦП такую погрешность способен обеспечить при условии хорошей опоры, питания и предусилении сигнала до соответствия его диапазону. В Вашем случае, сигнал нужно усилить в 25 или 250 раз для дифф. выхода.

[Белый дед]

У вас дрейф из-за термо-эдс.
Абсолютно все сделано неправильно.
Нужно переделывать печатную плату, корпус и входные разъемы.

[Tanya]

У вас дрейф из-за термо-эдс.
Абсолютно все сделано неправильно.
Нужно переделывать печатную плату, корпус и входные разъемы.

Если верить автору, то у него "дрейф" +/_ 200 микровольт. Это не термоэдс.

[_pv]

У вас дрейф из-за термо-эдс.

многовато 200мкв для термо эдс,
были бы там такие напряжения - термопары бы меднооловянные делали.

[Andreas1]

Странный выбор АЦП. Почему бы не взять более заточенный под термопары AD7792/93 со встроенным усилителем и и неплохой опорой?