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[参考译文] ADS1231:应变仪测量的 ADS1231 中微伏输入的失调电压偏差。

Guru**** 2544830 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1231

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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1562470/ads1231-deviation-in-offset-for-microvolt-input-in-ads1231-for-strain-gauge-measurement

器件型号:ADS1231


工具/软件:

尊敬的 Keith:

我的客户执行了您建议的更改、 应用您建议的 24→32 符号扩展方法、结果得到了改进。

下面是一个比较表、显示了 TINA 仿真电压、之前解码的电压(24 位 ADC 结果被误解时)
新电压(使用适当的二进制补码符号扩展)。 它包含偏差(计算值−TINA)、因此您可以看到变化。

ST= ADS1231_ReadRawData (&PINS、&adcdata_out、500,1000);

Sl 编号

电阻器网络

TINA (µV μ A)

上一个计数(类型)

上一电压 (µV)

µV 偏差(μ V)

新计数(类型)

新电压 (µV)

新 µV(μ V)

1.

820k/ 10Ω/ 200k

88.2.

50,634 (uint32_t)

77.773824

−10.426176

53,702 (int32_t)

82.486272.

−5.713728

2.

820k/ 6.8Ω/ 200k

60

30,840 (uint32_t)

47.37024

−12.629760

34,183 (int32_t)

52.505088

−7.494912

3.

820k/ 1Ω/ 200k

8.8.

4,294,965,869 (uint32_t)

6,597,067.57

6,597,058.77

1365 (int32_t)

2.09664

−6.703360

4.

820k/ 18Ω/ 200k

158.82.

98,376 (uint32_t)

151.105536

−7.714464

100,870 (int32_t)

154.93632

最低有效位 (LSB) 具有更完整稳定输入的完整转换、权重为 (0.5*3.3)/128/(2^23 - 1)= 1.536nV:对于 Vref = 3.3V


简短分析:

他们仍然看到小的残余偏差约为几 µV。
您~分享一下它们是否最有可能与 ADS1231 的失调电压 (µV 10 μ V)、电阻容差或接线/接地影响有关?


您是否认为通常在执行适当的系统级失调电压和增益校准时会解决这些问题?

您还可以查看他们的完整代码、读取/转换流程并针对以下方面提供建议/参考例程吗?

  1. 读取/转换例程
  • 最佳实践 ADS1231 读取例程。
  1. 24→32 符号扩展的安全方法
  • 确认规范方法和需要注意的任何临界情况。
  1. 皮重处理
  • 用于捕获/存储皮重计数的推荐方法(平均方法,如果需要,持久性,原子更新以避免发生色谱)。
  1. 工厂校准(偏移和增益/范围)

请~生产校准流程来校正失调电压 (µV 10 μ V) 和增益误差(单点或两点)、建议的平均值数量、电阻容差建议、并请共享上述所有相关示例代码并在固件中应用校准常数。

  • 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。

    您好 Sarthak、

    偏移校准(系统级,0 权重)和增益(校准权重)将校正大部分误差。  但是、客户应考虑为电桥(电阻网络)使用相同的电源电压以及 ADC 基准输入、或 5V。  这将支持比率测量、并且精度比使用 9V 电压 (ADC 不支持大于 5.5V) 和 5V 电压 (ADC 不支持大于 5.5V) 时要高得多。

    以下应用手册详细讨论了校准过程和比例式测量:

    电桥测量基本指南(修订版 A)

    第 5.5 节讨论校准、第 3.1 节讨论比例式测量。

    如果客户必须使用大于 5V 的电桥电压(示例中为 9V)、则我建议使用以下方法、但系统精度将取决于电阻分压器 稳定性以及缓冲放大器的温漂。  由于系统将进行出厂校准、因此电阻器容差可以为 0.1%、1%的电容器容差可以正常工作。  温度漂移将是放大器失调电压和电阻分压比的关键问题。

    关于均值计算、平均值越多、噪声读数越低、但这将使稳定时间更长。  这将取决于需要稳定读数的速度。  使用 ADC 的 10sps 设置已经可以实现低噪声测量、但您可以通过在系统处理器中对这些读数求平均值来进一步降低噪声。  对于工厂校准、您可以根据需要对尽可能多的读数求平均值以降低噪声、因为稳定时间不是问题。  对于 Tare、与工厂校准类似、您可以对更多读数求平均值、因为这是称重秤的客户“初始化“。  不过、在 10sps 下的平均 10 个样本将需要 1 秒、这可能是最终应用的可接受、也可能不是。  客户将需要确定这些要求。

    我们没有满足上述请求的固件示例、但我将查看该代码并提供任何注释/建议。

    1.读取/转换例程

    最佳实践 ADS1231 读取例程。

    • 由于 ADS1231 接口不是标准 SPI(类似但并不确切)、因此我通常建议使用 GPIO 创建 SCLK 和 GPIO 来读取 DOUT/DRDY 引脚。  您还可以通过软件轮询 DOUT/DRDY 引脚或设置中断例程、以在 DOUT/DRDY 下降沿触发。

    2. 24→32 符号扩展的安全方法

    确认规范方法和需要注意的任何临界情况。

    • 有多种方法可以处理这种情况。  最常见的方法是将 24b 值存储在 32b 有符号整数中、即左移 8、然后除以 256(右移 8)。  这将保留幅度并扩展符号位。
    • 示例:007FFFFF -> 7FFFFF00 -> 007FFFFF(8388607 十进制)
    • 示例 00800000 -> 800000 -> FF800000 (十进制–8388608)

    3.皮重处理

    用于捕获/存储皮重计数的推荐方法(平均方法,如果需要,持久性,原子更新以避免发生色谱)。

    • 根据需要对读数求平均值以降低噪声、或达到 Tare 操作允许的时间限制。  裸机模式行为取决于称重秤的最终操作。

    4、工厂校准(偏移和增益/范围)

    • 请参阅电桥测量基本指南中的第 5.5 节



    此致、

    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用