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ADS1118测量热电偶温度范围的问题

gu peng
Prodigy 80 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1118, ADS1118EVM, ADS1148

在TI的参考设计有一个ADS1118的测热电偶应用，连接：www.ti.com.cn/.../tipd109    这个方案使用的单电源供电，但是竟然说能够测量到-40°C 至 150°C，热电偶在零下温度时产生的是负电压，我不知道这个设计单电源供电是如何测量到负电压的？我自己参考这个设计画的板子，热电偶到零下温度时，AD采集回来的数据都是错的。

  • 0
    TI__Expert 3047 points

    你好，

    ADS1118是差分输入，差分输入有个特点就是在单电源供电能产生所谓‘负电压’，只要负向输入端大于正向输入端，然后一减，不就成负的了吗。

    当然，热电偶接进去是要有偏置网络的，得把电压抬升到一个ADC能承受的共模电压里。你可不能把热电偶一端连地了...

  • 0 回复 MichaelSheep
    Intellectual 981 points

    MichaelSheep ：

    您好，我现在在实验ads1118接k型热电偶，有个问题想咨询下：

    首先是抗干扰的问题，就是我们应用在炼钢的工厂，环境很恶劣，不知道芯片会不会受到相应的影响，

    其次就是现在我发现ads1118读温度基本ok，我们用的热电偶是铠装热电偶，长度可能有1米左右，问题就是当我用手去触摸铠装热电偶时（不是触摸测温端），发现ads1118的温度跳变，大概不超过5度的范围，如果当前温度是20的话，可能会出现20-25之间的温度，

    难道手的触摸会带来这么大的影响么？我换了磁珠进行实验，还是不行，不知道有什么好办法么?

  • 0 回复 MichaelSheep
    Prodigy 80 points

    我用的ADS1148，使用类似万用表的仪器模拟的热电偶，输入管脚都加了VDD/2的共模电压，当仪器调到负电压输入时，采集回来的值是2.048V，好像是内部参考电压，改变输入负电压的大小，采集回来的值没有变化，不知道为什么？

  • 0 回复 hongtu ma
    Prodigy 80 points

    你触摸的是铠装热电偶的冷端吗？如果是的话，就跟触摸ADS1118是一样的，反应很灵敏的，我用手触摸AD，示数也变化很大，要保证热电偶冷端跟AD的环境温度尽量一致，减小误差。

  • 0
    TI__Expert 3047 points

    能上个电路图么，有图容易说明，也不容易理解错

  • 0 回复 hongtu ma
    TI__Expert 3047 points

    你好，

    我认为用手去碰是不太容易控制的测法，毕竟手有静电，湿度等一些干扰。

    你们用在炼钢厂，具体环境恶劣有哪些表现呢？ 一般我知道的就是在芯片输入端做一些保护电路和滤波电路，尽量减少环境给输入信号带来的影响。如果板子放置的地方温度变化也很大，那就尽量做好冷端的补偿。

     

     

  • 0 回复 MichaelSheep
    Prodigy 80 points

    这是测试2路TC和2路RTD的原理图，请MichaelSheep看看为什么我的不能测到负电压输入信号，谢谢！

  • 0 回复 MichaelSheep
    Intellectual 981 points

    谢谢您的回答，

    确实，按道理来讲手去碰会遇到静电干扰等问题，

    我们之前用的美信的31855，热电偶方案，他的问题是环境有干扰（我们用手机信号去干扰芯片）的时候，芯片的读数非常异常，甚至出现负值，和正确值差出几百甚至上千度，但是这个芯片当我们用手去碰热电偶的时候，却不会带来干扰，读数很稳定，

    ads1118的抗干扰我们觉得比较不错，唯一的瑕疵就是手碰带来的温度值的波动，所以我们想解决下这个问题，

    我个人怀疑的是两个芯片的AD采集端不一样，ti的是靠电容的充放电实现的，美信的方案中采用了磁珠，我的ads1118换上了磁珠但是效果不明显

  • 0 回复 MichaelSheep
    Intellectual 981 points

    官方手册上关于ANALOG INPUTS一节说：在ads1118的模拟输入之前，是通过对电容的充放电，然后进入模拟的输入，请问这么做有什么好处?为什么采用这种模拟前端的处理方式？

    不知道采样率的改变能不能改善手碰带来误差的问题，采样率设置太低的话，会出现读数错误

  • 0 回复 MichaelSheep
    Intellectual 981 points

    我测了一下官方的demo板ADS1118EVM，手碰的话最大可能就1度左右，

    这是为什么？

  • 0 回复 hongtu ma
    TI__Expert 3047 points

    额，我看了一下MAX器件的评估板上确实有两颗磁珠，但那个和ADS1118输入端上内部的开关电容是不一样的吧，磁珠主要和板上的三颗电容组成LC滤波作用，对输入信号进行滤波处理。在ADS1118板子上原来的RC滤波换成LC滤波应该也没问题，只是很难保证磁珠或者电感的一致性。用电阻一般已经足够。

    不知道您用手触碰以后采样了几个点，采样了多长时间，采样率是多少，采样出来的值能画出直方图分析或者时域波形变化进行分析么？

     

  • 0 回复 hongtu ma
    TI__Expert 3047 points

    关于您自己做的板子和官方DEMO比较，您看看你输入滤波器的电阻电容的选取问题。

    电阻一般是要求1%精度的，电容一般用C0G的，如果实在找不到C0G的那就使用X7R的。滤波器的平衡很重要，否则共模干扰可能会转化为差模干扰。C0G电容也可以抑制机械抖动带来的噪声。

  • 0 回复 gu peng
    TI__Expert 3047 points

    您好@Gu peng，

    您意思是ADS1148寄存器配置差分输入引脚都接成VDD/2了吗？如果是这样那是不对的。

    1 ADS1148用于热电偶时候，只需要把一端在寄存器内部配置成VDD/2的Bias电压，另一端高阻。

    2 如果你用外部的电阻分压得到VDD/2的Bias，那就把内部的Bias关掉。

  • 0 回复 MichaelSheep
    Prodigy 80 points

    谢谢@MichaelSheep 的耐心回答，ＴＩ的参考设计说得没错，确实可以测到差分的负电压，是我的测试源问题，现在都解决了。

  • 0 回复 MichaelSheep
    Intellectual 981 points

    MAX的磁柱确实和ads1118内部的开关电源作用不一样，但是我不知道ADS1118内部的开关电容到底是什么作用？就是为了对信号的采集么？为什么采用开关电容的方式啊？

    MAX的板子并没有3个电容全焊接上，只有一个差模电容，在MAX的板子上，我把磁柱焊接下来，用手去碰还是没有很大的数据波动的表现，是不是芯片本身就有这方面的问题要我们去考虑

    再有一个就是热电偶的影响，我们现在用的热电偶放到TI的demo板子上，最大能到2度左右的读数波动（用手去碰热电偶带来的数据波动）

    我用手去碰，是连续进行的采样，采样率大概在128以上，没有画直方图，我只是在考虑怎么能去掉这些波动

  • 0 回复 MichaelSheep
    Intellectual 981 points

    我想电阻和电容一定是有影响的，我用的是瓷片电容，在市场上买的，不知道特性怎么样，不敢奢求好的特性