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LMP91000 检测一氧化碳（CO-AM）浓度响应很慢并且输出数值不符合预期 求助

user6529443
Prodigy 120 points
Other Parts Discussed in Thread: LMP91000

Hi 您好：

我做了一个电路，用来采样一氧化碳浓度。

遇到问题是：输出数值不符合预期，并且一氧化碳响应速度很慢，通气后大概4分钟才达到稳定。

上电后大概半小时才能达到数值稳定。

----------

具体电路参数如下：

外部参考电压：3V

供电电压：3.3V

寄存器配置如下：

-----

软件配置如下：

3电极模式； 内部FET不短接；

外部参考源， TIA同向输入端是20%的参考源， 0.6V

增益：7k， 采样电阻10R

lmp91000_set_modecn(LMP91000_FET_SHORT_DISABLED|LMP91000_OP_MODE_AMPEROMETRIC);
lmp91000_set_refcn(LMP91000_REF_SOURCE_EXT|LMP91000_INT_Z_20PCT|LMP91000_BIAS_SIGN_POS|LMP91000_BIAS_12PCT);
lmp91000_set_tiacn(LMP91000_TIA_GAIN_7K|LMP91000_RLOAD_10OHM);
-------------------------
已经确认的点：
所有寄存器读写都正常，写入后再读出与写入一致；
TIA电压测试：不接一氧化碳探头时，输出0.6000V，数值稳定上下0.2mV左右变化， （3.V * 20%）符合预期；
传感器偏压测试：短接RE和CE时，测量WE（红表笔）对CE（黑表笔）电压：0.358V， 设计是0.360V， 符合预期。
一氧化碳传感器（CO-AM），极化时间也够长。
-------
测试数据：
接好传感器后，输出为3.0V， 经过超过20分钟的极化，数值稳定在：1920mV作用，还在缓慢下降。
通入300ppm的一氧化碳，经过超过4分钟的等待，（期间数值缓慢下降），数值在1311mV上下，还在缓慢下降。
请专家帮忙看下问题出在哪？
多谢
  • 0
    Prodigy 120 points

    图片好像没传上来，我再传一遍。

  • 0 回复 user6529443
    TI__Guru**** 185470 points
    您好，
    与您确认一下：
    1、R14是NC的吗，恐怕这里不能NC，NC的话，LMP91000输出VOUT直接驱动C9 1uF电容了，虽然数据手册中没有标出TIA的容性负载驱动能力，但一般都没有这么大，R14是NC的话，建议去掉C9电容再看下输出情况
    2、上述测试输出的时候ANALOG_SIG是怎么接的，是直接接示波器，还是接后端采集电路得到的上述输出情况？
    3、AGND与GND是连接一起的吗，图中看不出来
  • 0 回复 Amy Luo
    Prodigy 120 points
    多谢回复！

    1. R14没有NC， 接的1k （也试过0R）没有解决问题
    2. ANALOG_SIG接的ADC，mcu读出adc数值打印出来，adc响应很快，也比较准确；
    3. AGND和GND通过0R连在一起的；
  • 0 回复 user6529443
    Prodigy 120 points
    项目比较急，在线等回复，多谢拉
  • 0 回复 user6529443
    TI__Guru**** 185470 points
    您可以读出您的寄存器值，附上来吗
    传感器WE与RE之间的FET是什么作用？
    您可以用示波器测量下LMP91000的输出吗，看是否与AD读出来的一致
  • 0 回复 Amy Luo
    Prodigy 120 points
    lmp91000 ready.
    _lock_set, msg:0x0, write val:0x0, read val:0x0

    lmp91000_set_modecn, msg:0x0, write val:0x3, read val:0x3

    lmp91000_set_refcn, msg:0x0, write val:0x97, read val:0x97

    lmp91000_set_tiacn， msg:0x0, write val:0xC, read val:0xC

    _lock_set, msg:0x0, write val:0x1, read val:0x1

    读出来： status ready， modecn：0x03 ， refcn:0x97 , tiacn:0x0c
  • 0 回复 Amy Luo
    Prodigy 120 points
    lmp91000使用万用表量出的数值和ad采样的数值一致；
    拔掉传感器： ad读数：600 mV， 万用表：0.600V
    插上传感器 稳定后， ad：1769 ， 万用表：1.76V
  • 0 回复 Amy Luo
    Prodigy 120 points

    WE 与 RE 间的是个PMOS，在模块断电时，有200R的电阻，用来放掉WE和RE之间的电荷，防止传感器极化。

  • 0 回复 user6529443
    TI__Guru**** 185470 points
    我不明白您所测的一氧化碳传感器的工作条件是什么，它是要求WE和RE之间有恒定的电压还是恒定的阻抗？
    LMP91000调节的是WE和RE之间有恒定的电压，如果您在WE和RE之间加MOS管的话，会改变WE和RE之间阻抗的，虽然没有导通，但它肯定存在一个阻抗，这样会与一氧化碳传感器WE和RE之间的阻抗并联
    另外，虽然MOS管没有导通，但是MOS管SD极间会有漏电流，影响TIA采集的电流，对传感器输出电流造成误差，进而影响TIA输出

    我没有想明白的是即使MOS管影响TIA采集的电流，那应该也是恒定的，不应该一直缓慢下降，所以我怀疑外加的这个MOS管是否影响了传感器的工作条件
  • 0 回复 Amy Luo
    Prodigy 120 points
    多谢回复。

    这个mos管是电化学传感器普遍需要加的。
    MOS漏电流量级很小和传感器电流相比可以忽略了。
    参考TI的EVM：
    www.ti.com/.../snau121a.pdf
    Page7 电路图中的 Q1

    我参考TI和ADI的常见三电极的驱动电路设计都有这个MOS。

    -----------------------------
    另外，这个电路驱动氧气探头是基本正常的，存在问题也是设备关闭后要很久才能达到0点。
    所以我的疑问是，这个电路中，为什传感器间的we和re间 在关机状态下累积的电荷泄放的那么慢。
    是电路问题还是配置问题？
  • 0 回复 user6529443
    TI__Guru**** 185470 points
    这个FET的功能是什么？我的理解是在关机的状态下P-FET是导通的，将传感器的WE与RE短接以泄放电荷，不知道是不是这样？通电工作时是断开的，不影响传感器工作
    您有验证您的P-FET是否正常工作？我看到您使用的FET与EVM中使用的不一样，G极串联的电阻也不一样。不知道您有条件使用EVM用户手册推荐的P-FET以验证您选的P-FET是否合适
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