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[参考译文] INA128-HT:输出取决于温度

Guru**** 1135610 points
Other Parts Discussed in Thread: INA128-HT, INA128, INA333-HT
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1080610/ina128-ht-output-dependent-with-temperature

部件号:INA128-HT
“线程”中讨论的其它部件: INA128INA333-HT

您好,

我使用 INA128-HT 和 ADS1284-HT ADC 设计了应变仪传感器。

该系统在室温下工作,输出为16位,波动幅度为+1位-符合我的要求。 INA128增益设置为100。

用手指轻触 INA128,输出将增加~64位。 这是一个问题,在175C (系统的额定温度)时,我想这将会更加糟糕。

您是否知道为什么会发生这种情况?我可以采取哪些措施来消除此问题?  

 

此致,

马里乌斯·拉杜卡努

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    我正在查看数据表,偏移/温度(3.5uV) x 温度变化(~10C) x 增益 X 0xFFV/5000mV 接近我得到的(446ADC)。 我希望偏移量不会对输出产生太大的影响。

    此致,

    马里乌斯·拉杜卡努

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    您好,玛丽亚斯,

    这是绝对正常的。 通过用手指触摸 INA128,您可以通过电容式杂散耦合将电源外壳和 EMI 连接到芯片中。 因此,输出电压比不这样做的噪音大得多。 小心,用手指触摸芯片,也会将杂散电容引入电路,从而破坏电路的稳定性,并导致芯片的摆动甚至损坏。 此外,您还有通过 ESD 破坏芯片的风险。

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    您好,Kai,

    感谢您的回答。

     我认为您对电容噪声很正确,但只有在加热器的情况下提高 INA128的温度,才能使输出增加~700ADC 单位-电容噪声不仅是如此,它取决于温度的偏移量。 此外,触摸 INA128不会在输出中产生噪音-我在进入 ADC 前过滤信号,如果温度恒定,则输出是恒定的。

    此致,

    马里乌斯

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    您好,玛丽亚斯,

    您是否考虑将差动和共模 LPFS 置于 INA128之前? 它不会帮助散热,但会过滤掉不需要的共模噪音。 请在 C2 (差动模式电容器)或 X2Y 电容器中使用 NP0/G0G 电容器作为过滤器。   

    https://www.mouser.com/ProductDetail/Johanson-Dielectrics/101X18W104MV4E?qs=sGAEpiMZZMukHu%252BjC5l7YbmdJKWhXZFo0HB0uF%252BaexM%3D

    https://www.ti.com/lit/ug/sbou115c/sbou115c.pdf?ts=1646062379734&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Ftool%252FINA826EVM

    INA333-HT 可能会帮助一些人解决偏移漂移问题,但该部件的电源范围仅限于5.5V (在单个电源轨中,INA128的额定电压高达36Vdc)。  

    使用 INA128,您可以考虑在测量前自动归零,以消除给定温度下的任何偏移电压(或者您可以通过软件方法尝试)。  

    如果您有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德

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    雷蒙德您好,

    感谢您的回复。

    我的 INA128 + ADS1284-HT 的输出在恒定温度+/-1ADC 的0xFFFF 范围内非常稳定。 我在硬件和软件中使用过滤器(平均每秒50个样本)。 我的问题与温度偏移变化有着严格的关系。

    这就是我在公司内部电子邮件中写的。

    有四种方法可以补偿/缓解温度输出:

    • 在 Hardware (硬件)中:转换激励电压的参考电压。 这样,激励电压的变化将影响温度补偿的电压参考。 这使得硬件变得更简单,但仍然无法解决温度变化的偏移。 这就是我们现在在 XXX 设计中所拥有的。
    • 在 Hardware (硬件)中:保持激励电压,电源电压,运算放大器(仪表放大器)偏移和电压参考与温度保持恒定。 这可以通过超线程(HT)电压参考和超线程(HT)运算放大器(最小输出40mA–用作激励)来完成。 温度变化的偏移量无法补偿,例如,INA128的偏移 量为~4uV/C 在 IRT 中,这是25-175C 范围(小于2%范围)的~780ADC 单元。
    • 在 Hardware (硬件)中:使用补偿温度变化的电压参考。 这需要一个增益由温度变化的电路。 优点:可以提供非常好的模拟温度补偿;缺点:需要额外的电路,很难找到补偿温度的精确增益(测试大量)。
    • 在软件中:这可以与硬件补偿同时应用。 测量的温度可用于补偿 SG 输出。 我对此进行了测试并发挥了作用–输出的变化与温度成比例/线性。 这种方法的优点是应用非常简单,而不需要复杂的硬件。 缺点是 XXX 温度读数为10位,因此补偿误差为~1C,不是一个大问题(误差范围小于1%)。

    此致,

    马里乌斯·拉杜卡努

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    您好,玛丽亚斯,  

    比率法肯定会提高设计的准确性和性能。 问题是 Vos 是 INA128中的温度漂移问题,不会成为下述幻灯片中所示的传输功能的一部分(应变更年--> INA128 --> ADC,Vexc 和 ADC 之间的比率配置)。 比率法将消除温度过高的激励电压参考变量。  

    下面是 RTD 温度感测设计中的比率法示例。 尽管在不同的应用中使用了该方法,但结果的结尾应该相似。  

    https://static5.arrow.com/pdfs/2024年13月11日 slau520.pdf 74年19月23日

    在温度工作范围较宽的情况 下,您需要在给定的测量温度下去除热漂移偏移(只需自动归零,或者在开始测量前获取无负载的 Vos 读数,并从 Vout 测量中减去 Vos)。 或者,正如您所说的,软件补偿或 Vos 删除方法应该非常有效。 如果您能够同时实施硬件和软件方法,则应用程序应该在系统要求的%error 内运行良好。   

    如果您还有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德

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    雷蒙德您好,

    感谢您的回答。

    您推荐的是我在设计中实施的内容。

    具有恒定激励(INA333-HT)和恒定参考(REF5025SHQ)的解决方案可能是一个更好的系统,但需要更昂贵的部件。

    谢谢,

    马里乌斯·拉杜卡努

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    您好,玛丽亚斯,

    我认为您的设计方法听起来不错。 即使具有最佳参考电压 IC (REF5025SHKQ 中的压差参考),其输出也会在工作温度超过125C 时漂移。 当 Tamb > 125C 时,这是%error 的问题。 通过比率计 DAQ 方法,您至少可以补偿 热漂移。  

    正如您所指出的,INA128的 Vos (Vos 与 Temp)可以在 任何 Tamb 条件下被减去,并且随着温度的升高而可以预测。 可以在给定的工作温度和测量值下拆卸或校准 Vos。   

    • 在 Hardware (硬件)中:转换激励电压的参考电压。 这样,激励电压的变化将影响温度补偿的电压参考。 这使得硬件变得更简单,但仍然无法解决温度变化的偏移。 这就是我们现在在 XXX 设计中所拥有的。
    • 在软件中:这可以与硬件补偿同时应用。 测量的温度可用于补偿 SG 输出。 我对此进行了测试并发挥了作用–输出的变化与温度成比例/线性。 这种方法的优点是应用非常简单,而不需要复杂的硬件。 缺点是 XXX 温度读数为10位,因此补偿误差为~1C,不是一个大问题(误差范围小于1%)。

    您实施 硬件和软件补偿方法的想法得到了充分考虑,它将在较高的工作温度下根据感应应用最大限度地减少测量误差。   

    如果您还有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德

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    雷蒙德您好,

    非常感谢,您的回答让我相信我的设计很好。

    此致,

    马里乌斯·拉杜卡努