Первый раз столкнулся с необходимостью точно померить температуру и давление с точностью 0.1%. Датчики температуры Pt100 и/или Pt500 их будет 3 штуки. Датчиков давления будет 2 штуки. Их тип мне пока неизвестен. Они с интерфейсом 4-20 миллиампер. Выбрал АЦП ADS124S08IRHBR. У него 12 независимых входов. Собираюсь использовать его внутреннюю опору и внутренний осциллятор. Но пока не могу понять хватит ли их точности для обеспечения моих требований. Как это понять? Это первый вопрос.
У АЦП есть пара токовых выходов для возбуждения датчика. Если правильно понял через датчик температуры предлагаю гнать точно установленный ток и мерить с двух сторон датчика относительно земли. В общих чертах понятно как быть с единственным датчиком. У меня же их 3 и на всех троих выделенного источника тока не хватит. Да и выглядит это как то криво и не оптимально. Или все же правильно и просто больше двух датчиков подключить нельзя? Это второй вопрос.

Если все-таки попытаться подключить 3 датчика температуры и 2 датчика 4-20 миллиампер то так как это лучше сделать и возможно ли это? Это третий вопрос.
Если ответ на третий вопрос положительный, то как подключать датчики 4-20 миллиампер? Это четвертый вопрос. Когда я подключал датчики дыма где точность +/- километр то просто последовательно с датчиком подключал токовый шунт на котором измерял падение. Для требуемой мне сейчас точности такой вариант не подходит - я просто не найду сопротивление с такой точностью.

Прошу отнестись с начинающему с пониманием надо же с чего то начать...

Для обеспечения точности 0.1 по PT100 их следует (как минимум) включать по мостовой схеме (3 или 4-проводной),
(если они не подключены непосредственно к выводам АЦП ).
Чтобы включить 3 термодатчика на один источник тока, можно попробовать включить мосты последовательно по
току. (надо просчитывать суммарное сопротивление мостов, сможет ли ИТ работоть на этом сопротивлении).
Улучшит ли такое решение точноcть измерений - "не думаю"

>> "Для требуемой мне сейчас точности такой вариант не подходит - я просто не найду сопротивление с такой точностью."
Нужно сопротивление не столько с точностью, сколько с малым ТКС и малым уходом от старения.
И канал измерения (тока в данном случае) надо будет калибровать, чтобы скомпенсировать неточность сопротивления.
(также как и каналы температуры).

У датчиков уже указана точность(или в стандарте на датчики, например ГОСТ 6651-2009 ). АЦП должен быть лучше по точности чем датчики.
Не очень понятно как выбрали АЦП, но начните с чтения документов к ADS124S08

За ГОСТ спасибо. Кое-что прояснилось. Стал понятен масштаб заблуждений , поэтому пока хочу разобраться с необходимой точностью измерения температуры. 24-битное АЦП выбрал не я - мне его предложили как подходящее. И если я не сильно заплутал в своих размышлениях то мне должно хватить 16 бит с PGA.

Собственно размышления: У меня будут платиновые датчики Pt100 и возможно Pt500. Температура которую мне придется мерить не ниже -25 и не выше 175 (для простоты взял всю шкалу 200 градусов). При температуре -25 сопротивление датчика Pt100 - 90.19 Ома. При температуре +175 градусов - соответственно 166.63 Ома. Речь о датчике с "альфа" = 0,00385. Ток через датчик рекомендуется гнать такой чтобы не происходило разогрева то есть не более 1 mа. Выбираю 500 микроампер (если я чем то рискую - расскажите чем, пока не вижу никаких проблем). Соответственно на датчике выпадет от 0.045095 до 0.083315 вольта. Если я хочу померить эти величины с точностью 0.1 % то я должен быть готов померить величину равную 0.045095/1000=0.000045095 вольт. При использовании опоры 2.5 вольта, и АЦП с разрядностью 16 бит я имею младший бит величиной 2.5/65536=0.00003815 что соразмерно с моей минимальной измеряемой величиной. Если я умножу входное напряжение с помощью PGA, то смогу сдвинуть результат из той зоны где младшие биты несут мусор. Вроде как 16-ти битного АЦП мне должно хватить. Например вот такого ADS114S08

У вас измеряемое напряжение соизмеримо с возможностью АЦП - 0.000045095 и 0.00003815.
С одной стороны PGA может улучшить показатели, а с другой - внесет свой шум.
Может лучше все-таки посмотреть в сторону 24 бита и тоже с PGA.

И если вы включите измерительную часть по следующей схеме, то исключите влияние нестабильности источника опорного напряжения.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ток через датчик снизу ограничен чувствительностью АЦП, сверху ограничен разогревом. Разогрев очень сильно зависит от габаритов ЧЭ, для RTD в корпусе 0805 это одно, для проволочного RTD размером 5х10мм это другое. Поэтому выбор тока сильно зависит от датчика.
PGA может добавить шумов и нелинейности - надо считать.
Теоретические разряды АЦП сильно уменьшаются нелинейностями и шумами АЦП, а также точностью опорного напряжения. Обычно приходится тщательно изучать каждое слово в даташите, а потом читать между строк что еще забыли написать.
Мне вот понравилось MCP3551, тем что для него есть готовый reference с реально полученными результатами 0,05 градуса в диапазоне -200..+200 (AN1154 Precision RTD Instrumentation for Temperature Sensing). Используется кстати 22-бит АЦП.

Вот и чудненько, задача решилась не начавшись.

Тогда с какой стати здесь данная тема? Типа, а как бы оно выглядело чисто теоретически?

В этой схеме три сопротивления выделены кружками. Это датчики? Если да, то на 4 входа можно повесить 4 датчика. Поделитесь документом откуда эта картинка! Если же чувствительный элемент всего один, то оставшиеся резисторы в этом мосте должны быть высокой точности и стабильности? В любом случае за схему спасибо - попробую разобраться. Эти 2 чипа 16 бит и 24 бита настолько похожи что плата отличаться не будет. Наверное оба попробую. Смотрю - почти все 24 битные АЦП с PGA. Как определить границы их безошибочного применения? В моем представлении чем выше коэффициент усиления тем большую ошибку они вносят. То есть на 128 умножать точно не стоит. Но это на глаз, а рассчитать это как?



С током все просто - он настраивается программно. Мы его в процессе отладки подберем. А с одноканальным АЦП как то неудобно. мне их либо 5 штук надо либо мутьтиплексор ставить. Если уж внутренний PGA шума добавляет то внешний чип мне кажется еще больше шумит.



Нашлись резисторы. Я раньше с такими дела не имел так же как и с измерениями. Шутки вашей не понял. PTF65 и PTF56 например. По опыту работы с датчиками дыма знаю что при подключении или при обслуживании шлейф могут замкнуть и тогда резистор сгорит. У нас принято защищать датчик ограничителем тока. То есть больше например 30 миллиампер в него не протечет . Типовое значение этого резистора почему то 250 Ом А мне удобнее 100 тогда не больше 2 вольт при опоре 2.5 вольта будет. 250омные лежат много где. 100-омных ждать придется. Есть какой-нибудь способ прикрутить 250омный резистор к 2.5 вольтовой опоре?

Тот, что ромбиком нарисован - это датчик давления (тензомост).
Между AIN2(+) и AIN2(-) - это терморезистор.
Схема из даташита AD7799.
Да, все резисторы высокой стабильности и точности. В такой схеме эталонным элементом является сопротивление, а не источник напряжения.

Попалась схема - очень мне удобная. На одно АЦП посадили 2 датчика. А мне надо 3 датчика посадить по такой же схеме. Чем я рискую? Ток смогу менять программно в любой момент. Понимаю что цепь рвется в случае вынимания одного из датчиков. Вместо датчика буду вставлять заглушку 100омную

Предлагаю раскинуть картишки и погадать - какая схема выпадет, ту и применить
Каждая схема имеет плюсы и минусы, никто не знает вашу ситуацию и сказать какая вам подойдет можете сказать только вы.

Я хотел спросить про взаимное влияние, если оно возможно. АЦП способно прокачать достаточный ток. Длина и сопротивление проводов у датчиков будут +/- несколько сантиметров одинаковые и достаточно толстые. Случай заглушки вместо датчика не рассматриваем.

Я такое включение раньше нигде не встречал. Параллельно датчики включались в основном в том что мне попадалось.

vldmr86 , тут уже упоминали явление, которое для Вас может стать очень важным- саморазогрев датчика температуры проходящим током.
От того, какой ток для Вас допустим, и зависит схема и методика. Десятая доля градуса точности просто так не получается, нужно считать и выбирать по месту.

Надо знать, что измеряется, где датчик, какой теплообмен. Иногда можно для увеличения чувствительности пропускать больший ток, вызывающий разогрев, а иногда и нельзя...

OFF/2:
А есть где-либо теория, практика, метода замера разогрева термодатчиков?

Тупо из практики, с разрядностью в сотые, в упор не видел разогрев от постоянной работы.
Порядок цифр хотя-бы понять, речь о тысячных идёт что-ли?


заранее спасибо
(круглый)

Очень долго объяснять. Легко посчитать мощность. Если знаем тепловое сопротивление, то можно посчитать разогрев.
Но он не всегда страшен. Если тепловые условия стационарны, то разогрев просто приведет к сдвигу температуры. Иногда на это можно пойти. Получится еще один нагреватель, температуру которого мы теперь лучше знаем.

от печки..
имеем типа DS18xx (DS1821 разрешение сотые сейчас жалко снимают таких больше нет , все остальные 6 сотых разрядность).
Сканирование постоянное (минимальные задержки, т.е. менее секунды). Включение после устаявшегося температурного баланса (десятки минут).
С первого-второго сканирования датчика стабильные показания с точностью дрейфа(вниз, вверх т.е. средне температура поднимается на 0,2 градуса и далее СТОИТ). Т.е. за эти года подходил к снаряду
несколько раз, в надежде увидеть то о чём разговор. Я понимаешь сам термин как приход температуры к некой сумме окружающей среды+некая дельта разогрева.
Дык вот при разрядности сотых, при различных внешних условиях (т.е. температуры окружающей среды) всегда незначительный дрейф 0,2 градуса в пределах секунд, единиц минут(по памяти простите - но порядки эти). Т.е. это оно?
но меня терзают смутные сомнения народ порой пишет о градусах !!!???
Питание не(!) поразитное.

Я не так готовлю, или мне попадаются уже более 10 лет не те датчики?

Давайте посчитаем, пожалуйста...для идиота... вот для этой фигни DS18xx которая работает без АЦП и моста...
С точки зрения теории.

с уважением
(круглый)
ЗЫ
Инфо: сам датчик приходит к правильным показаниям около 5 минут(среда-пластик-кристалл). ну это и понятно, и тут практика=теории.

Мерить буду температуру воды в трубе. Разогрев от протекающего тока можно и в процессе отладки на воздухе обнаружить программно повышая ток через датчики. Определить порог (наверное это будут те самые тысячные - мусорные биты наверняка покажут) и никогда его не превышать в рабочем режиме. Еще какие-нибудь афекты могут из-за такого включения встретиться?

В общем случае, вода-хороший теплопроводник, так что действительно саморазогрев мешать не должен. Тем более, если вода течет, а не стоит. Зато может диаметр трубы играть.

Смотрите ширше на задачу, чтоб не вышло в итоге что-то вроде:
- Алло, у меня вода из горячего крана ледяная вода течет!
- Неправда, у нас приборы показывают, что у Вас в трубе 60 градусов!

Аналогия, думаю, понятна.


P.S. И в результате выяснится, что эти 0.1 градуса абсолютной точности на самом деле никому не нужны, а просто цифра красивая. Это очень частое явление- использование датчиков сильно точнее чем реально нужно. А еще часто путают точность и разрешающую способность.

А когда и как 0.1% превратились в 0.1 градуса? (это первый вопрос).
т.е. есть ли понимание, какая нужна точность в градусах?

И второе, измерить можно только температуру самого датчика.
Чтобы она соответствовала _средней_ температуре среды с нужной точностью,
нужны определенные условия и это еще надо проверить.

То же касается и давления, особенно в движущейся среде.

Извините, это я виноват. Моя ошибка. Топикстартер всегда говорил только про 0.1%.
И да, согласен, нужно все-таки знать точность в градусах.