[参考译文] ADS1256：温度漂移

您好，Chris：  

首先，非常感谢您提供的所有信息！  不幸的是，我的磁性传感器现在就埋在离我几公里远的地方，但至少我可以实时地从它那里获取每日读数，我确实有一个来自另一个远程位置的参考传感器。 也许参考传感器和我的传感器之间有一些自然的差异，但我认为我可以将它用于校准。  但关于温度：我只能从我自己的传感器获得温度值，而不是参考值。

请查看下面的图片。  使用我之前告诉您的"纠正"公式，我们知道这不是更正确的方法，但至少我得到的结果比不纠正而留下更好。  解释温度传感器：当温度传感器1 (安装在ADC周围，它的参考电压芯片)上升时，磁性传感器上的输出下降，因此我需要"提升"磁性传感器电压以进行补偿。  在温度传感器2上(安装在磁性传感器周围，与之一起埋着)，情况正好相反： 当温度升高时，磁性传感器也会升高，所以我需要降低磁性传感器上的值来补偿它。  ADC及其参考电压在室外实例化，而磁性传感器则埋入地下，这是因为温度2的变化要小得多。

在安装前几个月进行的一些测试中，我人工模拟了磁性传感器(温度传感器1)和 ADC (温度传感器2)的增加，以测试偏移的线性：  ADC (温度1) 似乎与漂移呈直线反应，但磁性传感器(温度2)的反应似乎与电容器充电/放电曲线类似，完全如 https://static.lwn.net/images/cpumemory/cpumemory.57.png。  

那么，在您看来，我可以对我发布的公式进行哪些更改，以至少有助于纠正ADS1256 ADC和LP2981上的偏移以及磁性传感器？  可能是添加对数，我不知道... 一个问题是：我目前需要进行实时补偿，而 ADC正在获得新值...  

  

您好Fábio：

我对你的"参考传感器"的意思有点困惑。 这只是另一个遥控传感器吗？是什么使它成为参考传感器？ 参考传感器处的温度是恒定的，它测量的输入信号是否与您的其他传感器相同，还是测量的已校准输入信号？ 如果这只是另一个传感器(它有自己的温度漂移误差)，测量不同的输入信号，那么我想问您的"校准"结果是否有意义。 我想让您确信您正在根据良好的标准进行校准；否则，您似乎只是在更改数据。

如果您是参考传感器，实际上是一种"参考"输入，那么下一个问题是，"参考的效果如何？" 如果此参考传感器漂移，如果它与您的其他传感器不匹配，如果接线不匹配等，则根据此传感器进行校准将提供不完美的校准。 假设您的"参考传感器"有20 % 错误，那么使用此错误进行校准无法获得比20 % 错误更好的结果。 此外，如果您的未校准结果仅以10 % 错误开头，则根据参考源进行校准时出现20 % 错误实际上会使您的"校准"精度更差。 因此，确保您的"参考"确实准确非常重要。

您可以使用ADC进行的一种校准是自偏移校准。 您可以缩短器件上的ADC输入(提供已知的0V输入)，然后测量相对于温度的偏移。 这只允许您删除ADC的偏移误差。 但是，由于ADC在环境温度方面的变化最大，因此仅此类校准就可以显著提高准确性。

...使用ADC的输入切块功能可提供类似的结果，只不过它将以“实时”方式发生，并且不需要您测量偏移量并调用任何校准校正。 您当前是否正在使用此模式？

...如果您想要测量传感器的偏移误差，您需要一种方法来提供来自传感器的0V输入(但听起来并不像您可以控制的那样)。 同样，对于增益误差，您需要提供准确的非零输入(理想情况下是满刻度电压，尽管任何较大的非零电压都可以满足)。 如果您直接在ADC上应用此精确的电压源并测量整个温度，那么您就能够校准ADC的增益误差漂移。 同样，要校准传感器的增益误差漂移，您需要一种方法为传感器本身提供准确(已知)的输入。

此致，
Chris

您好，Chris：  

嗯，这只是另一个传感器，它有自己的温度漂移误差，正如您所说的...  这是一个商业，饱和磁力计，它有自己的，有魔力的漂移补偿系统，但不幸的是，它是封闭的规格，所以我无法访问它的实施细节。  但众所周知，它的准确度优于0.25 % ，分辨率也优于0.1 纳特斯拉 (1 NT = 000002伏)，因此 我假设，比较图表， 我们可以说，在很大程度上， 传感器侧的温度漂移。  我从同一地区的其他商业传感器中看到过其他类似的图表，其数据比原来的数据要小得多… …因此，基于所有这些，我假设 远程传感器是一个参考。 但是，正如您所说，这不是一个非常完美的参考，因此我将尽力...

关于切碎功能：您指 的是ADS1256的模拟输入缓冲器。   

 关于ADC自偏移校准： 短路是指将输入端接至GND，测量一段时间(以及温度变化)中剩余的电压 ，然后通过软件减去它，直到它仍然短路时达到零电压？

在增益漂移校准时： 我忘记提到我正在使用ADC的两个通道来监控来自磁性传感器和自己ADC的VCC的5伏VCC。 查看这些图表，VCC图表的变化非常接近温度图表的变化，我确实拥有它在几天内的所有数值。 因此，也许可以将其用于ADS1256的增益漂移校准？ (嗯，我假设ADC中用于磁感应器的其他通道将具有类似的热漂移，类似于VCC监测中使用的两个通道)。

 

您好Fábio：

so，基于所有这一切，我假设 该远程传感器是一个参考。 但是，正如您所说，这不是一个非常完美的参考，因此我将尽力...[/QUOT]

除了是一个精确的传感器之外，它是否测量相同的信号，或者它与您的其他传感器有哪些相似之处，从而使其成为一个参考？

 

Fabio Oliveira 说：

关于chopping函数：您是指 来自ADS1256的模拟输入缓冲区 ？

很抱歉，我在写这篇文章时就想到了ADS1262 ... ADS1256没有内置此函数，但您没有理由不能在软件中手动实现此功能。 实际上，您测量输入两次，但更改测量之间的输入极性。 例如，您将测量AIN0/AIN1，然后测量AIN1/AIN0。 然后您将测量1，减去测量2，再除以2。 结果是两个测量值的平均值，但通过执行此操作，不会改变测量值之间极性的任何ADC偏移都将被删除。

 

[报价用户="Fabio Oliveira"] 关于ADC自偏移校准： 短路意味着将输入接线至GND，测量一段时间(和温度变化)的剩余电压 ，然后通过软件减去它，直到它仍然短路时达到零电压？[/QUOT]

正确！ 它不一定必须是GND，但两个输入都需要连接到相同的电位(即短路)。 您甚至可以在内部执行此操作，方法是将ADS1256配置为对正负输入通道使用相同的输入引脚。

 

[QUETE USER="Fabio Oliveira]关于增益漂移校准： 我忘了提到我正在使用ADC的两个通道来监控来自磁性传感器和自己ADC的VCC的5伏VCC。 查看这些图表，VCC图表的变化非常接近温度图表的变化，我确实拥有它在几天内的所有数值。 因此，也许可以将其用于 ADS1256的增益漂移校准 ？ (嗯，我假设ADC中用于磁感应器的其他通道将具有类似的热漂移，类似于VCC监测中使用的两个通道)。

是的，如果您的传感器输出与其电源(或激励)电压源直接成比例，那么您可以使用电源电压直接调整结果。 在某些情况下，只需使用传感器的激励电压作为ADC的参考电压即可完成此操作(在ADS1256中，您 不能使用5V参考，但您可以像您所做的那样单独测量此电压)。 这称为"比率计"测量，它有助于从测量结果中消除激励电压的变化。 我肯定会推荐执行这种测量补偿！

 

此致，
Chris

[报价用户="Christopher Hall"]

您好Fábio：

Fabio Oliveira

基于所有这些，我假设 远程传感器是一个参考。 但是，正如您所说，这不是一个非常完美的参考，因此我将尽力...

除了是一个精确的传感器之外，它是否测量相同的信号，或者它与您的其他传感器有哪些相似之处，从而使其成为一个参考？

是的...这是地球的地磁学发出的信号。 振幅和绝对值之间存在差异。 但是 ，在我国巴西的两个点之间的1500 km 距离上，一天中的几何关系的变化百分比几乎是相同的。  因此，在校准中，我认为对我们来说最重要的并不是来自磁性传感器的绝对值， 但从我们的设备测量的差异至少接近参考图表上的差异，因为在地质学方面，我们只是研究两个相对较近的位置的差异有很大差异时，这可能意味着地磁风暴，例如， 或来自地质场点的其他影响。

Fabio Oliveira

关于切碎功能：您指 的是ADS1256 的模拟输入缓冲器。

很抱歉， 我在写这篇文章时就想到了ADS1262 ... ADS1256 没有内置此函数，但您没有理由不能在软件中手动实现此功能。 实际上，您测量输入两次，但更改测量之间的输入极性。 例如，您将测量AIN0/AIN1，然后测量AIN1/AIN0。 然后您将测量1，减去测量2，再除以2。 结果是两个测量值的平均值，但通过执行此操作，不会改变测量值之间极性的任何ADC偏移都将被删除

您说的这个方法很有趣。 目前，我使用AIN0测量传感器的OUT +，它在AIN1中的参考电压(内部除以2，再除以自己的传感器)。 有3个传感器，因此使用了6个通道。  最后2个通道用于监控VCC。  
因此，要进行此校准，我想我需要连接一个固定的，稳定的5V信号，首先在AIN0中测量，然后在AIN1中测量，然后减去它们的值，然后再除以2。  然后，我应该考虑将此结果值与这两个通道的下一个测量值相加，以使其偏移校准... 对吗？  

 

Fabio Oliveira

 关于ADC自偏移校准： 短路是指将输入端接至GND，测量一段时间(以及温度变化)中剩余的电压 ，然后通过软件减去它，直到它仍然短路时达到零电压？

正确！ 它不一定必须是GND，但两个输入都需要连接到相同的电位(即短路)。 您甚至可以在内部执行此操作，方法是将 ADS1256配置 为对正负输入通道使用相同的输入引脚。

将ADS1256配置为使用相同输入引脚的想法对我来说非常完美，因为我可能可以通过SSH远程连接到设备(它是一个具有ADC的Raspberry Pi)，因为它目前安装在一种山中， 很难进入自然。  我可以在数据表中找到如何进行此配置？  我看了看，但还是没找到。

 

Fabio Oliveira

在增益漂移校准时： 我忘记提到我正在使用ADC的两个通道来监控来自磁性传感器和自己ADC的VCC的5伏VCC。 查看这些图表，VCC图表的变化非常接近温度图表的变化，我确实拥有它在几天内的所有数值。 因此，也许可以将其用于 ADS1256的增益漂移校准 ？ (嗯，我假设ADC中用于磁感应器的其他通道将具有类似的热漂移，类似于VCC监测中使用的两个通道)。

是的，如果您的传感器输出与其电源(或激励)电压源直接成比例，那么您可以使用电源电压直接调整结果。 在某些情况下，只需使用传感器的激励电压作为ADC的参考电压即可完成此操作( 在ADS1256中，您 不能使用5V参考，但您可以像您所做的那样单独测量此电压)。 这称为"比率计"测量，它有助于从测量结果中消除激励电压的变化。 我肯定会推荐执行这种测量补偿！

是的...传感器输出完全线性成比例。在山上安装设备之前，请按照我在实验室中测试过的方法检查电源电压。  Chris，我真的要感谢您提供的所有信息和耐心。  我将在网上搜索如何进行此比率计测量/校准...   

 

此致，
Fabio

[/引述]

[报价用户="Christopher Hall"]

您好Fábio：

Fabio Oliveira
基于所有这些，我假设远程传感器是一个参考。 但是，正如您所说，这不是一个非常完美的参考，因此我将尽力...
除了是一个精确的传感器之外，它是否测量相同的信号，或者它与您的其他传感器有哪些相似之处，从而使其成为一个参考？

是的...这是地球的地磁学发出的信号。 振幅和绝对值之间存在差异。 但是，在我国巴西的两个点之间的1500 km 距离上，一天中的几何关系的变化百分比几乎是相同的。 因此，在校准中，我认为对我们来说最重要的并不是来自磁性传感器的绝对值， 但从我们的设备测量的差异至少接近参考图表上的差异，因为在地质学方面，我们只是研究两个相对较近的位置的差异有很大差异时，这可能意味着地磁风暴，例如， 或来自地质场点的其他影响。




Fabio Oliveira
关于切碎功能：您指的是ADS1256的模拟输入缓冲器。
很抱歉，我在写这篇文章时就想到了ADS1262 ... ADS1256没有内置此函数，但您没有理由不能在软件中手动实现此功能。 实际上，您测量输入两次，但更改测量之间的输入极性。 例如，您将测量AIN0/AIN1，然后测量AIN1/AIN0。 然后您将测量1，减去测量2，再除以2。 结果是两个测量值的平均值，但通过执行此操作，不会改变测量值之间极性的任何ADC偏移都将被删除

您说的这个方法很有趣。 目前，我使用AIN0测量传感器的OUT +，它在AIN1中的参考电压(内部除以2，再除以自己的传感器)。 有3个传感器，因此使用了6个通道。 最后2个通道用于监控VCC。
因此，要进行此校准，我想我需要连接一个固定的，稳定的5V信号，首先在AIN0中测量，然后在AIN1中测量，然后减去它们的值，然后再除以2。 然后，我应该考虑将此结果值与这两个通道的下一个测量值相加，以使其偏移校准...对吗？





Fabio Oliveira
关于ADC自偏移校准：短路是指将输入端接至GND，测量一段时间(以及温度变化)中剩余的电压，然后通过软件减去它，直到它仍然短路时达到零电压？
正确！ 它不一定必须是GND，但两个输入都需要连接到相同的电位(即短路)。 您甚至可以在内部执行此操作，方法是将ADS1256配置为对正负输入通道使用相同的输入引脚。

将ADS1256配置为使用相同输入引脚的想法对我来说非常完美，因为我可能可以通过SSH远程连接到设备(它是一个具有ADC的Raspberry Pi)，因为它目前安装在一种山中， 很难进入自然。 我可以在数据表中找到如何进行此配置？ 我看了看，但还是没找到。





Fabio Oliveira
在增益漂移校准时：我忘记提到我正在使用ADC的两个通道来监控来自磁性传感器和自己ADC的VCC的5伏VCC。 查看这些图表，VCC图表的变化非常接近温度图表的变化，我确实拥有它在几天内的所有数值。 因此，也许可以将其用于ADS1256的增益漂移校准？ (嗯，我假设ADC中用于磁感应器的其他通道将具有类似的热漂移，类似于VCC监测中使用的两个通道)。

是的，如果您的传感器输出与其电源(或激励)电压源直接成比例，那么您可以使用电源电压直接调整结果。 在某些情况下，只需使用传感器的激励电压作为ADC的参考电压即可完成此操作(在ADS1256中，您不能使用5V参考，但您可以像您所做的那样单独测量此电压)。 这称为"比率计"测量，它有助于从测量结果中消除激励电压的变化。 我肯定会推荐执行这种测量补偿！

是的...传感器输出完全线性成比例。在山上安装设备之前，请按照我在实验室中测试过的方法检查电源电压。 Chris，我真的要感谢您提供的所有信息和耐心。 我将在网上搜索如何进行此比率计测量/校准...



此致，
Fabio


[/引述]

您好Fábio：

是的...它是来自地球几何体的相同信号。 振幅和绝对值之间存在差异。 但是 ，在我国巴西的两个点之间的1500 km 距离上，一天中的几何关系的变化百分比几乎是相同的。  因此，在校准中，我认为对我们来说最重要的并不是来自磁性传感器的绝对值， 但从我们的设备测量的差异至少接近参考图表上的差异，因为在地质学方面，我们只是研究两个相对较近的位置的差异有很大差异时，这可能意味着地磁风暴，例如， 或地质场点的其他影响。[/QUOT]

有趣！ 由于您正在对两个传感器进行相对比较，所以(直流)偏移可能不是那么重要，但我仍然担心偏移漂移和增益误差(静态或过热)，因为这些误差会影响传感器之间的相对测量。 但是，如果不能访问每个传感器并应用已知的磁场，您可能无法单独校准每个传感器。 ADC可能是您真正能够校准的唯一设备，因为您可以访问它，并且可以在本地应用校准信号。

我在进行相对校准时遇到的问题是，您的传感器位于两个不同的位置(可能测量两个不同的信号)，因此除非您可以肯定地说两个位置的磁场完全相同(在某个时间点)， 那么您不能使用一个传感器作为另一个传感器的参考...

注意：您肯定不想对一个传感器(基于另一个传感器)进行实时校正，因为这会使您的传感器始终输出与参考传感器相同的结果，从而使尝试检测传感器读数差异的目的失败。

...如果您能够确定两个传感器读数在某个时间点应该相同， 然后，您仍然会遇到一个问题，即确定偏移量(与输入信号无关)和增益误差(与输入信号成比例)。 要解决这一问题，您可能需要至少两个不同的参考点，其中的读数在幅度上有显著差异，但您可以确信两个传感器测量的是完全相同的信号。

这些只是我的想法，但我希望它们对您的项目有一些价值。

 

将 ADS1256配置 为使用相同的输入引脚的想法对我来说是完美的，因为也许我可以通过SSH远程连接到设备(它是具有ADC的Raspberry Pi)，因为它目前安装在一种山中， 很难进入自然。  我可以在数据表中找到如何进行此配置？  我看了一下，但仍然没有找到它。[/QUOT]

您只需将PSEL[3:0]和NSEL[3:0]位(在MUX寄存器中)设置为相同的值。 例如，设置MUX = 0x88将为正负输入选择AINCOM (有效地将输入短接至AINCOM)。 它不必是AINCOM，但无论您进行此连接，请确保此引脚上的电压在ADC的允许输入范围内。

 

[报价用户="Fabio Oliveira]是的...传感器输出是完美的线性成比例的。在山上安装设备之前，请按照我在实验室中测试过的情况，使用它的电源电压。  Chris，我真的要感谢您提供的所有信息和耐心。  我将在网上搜索如何进行此比率计测量/校准... [/引述]

请举一个简单的例子。 您说过您使用5伏电源来连接传感器... 您可以先测量传感器，然后测量传感器的电源(理想情况下，您希望同时测量两个传感器，但由于您需要多路复用，您可能只想连续地进行测量)。 如果您测量的电源电压为5.1V，则您需要按系数"5 / 5.1 "对传感器的测量值进行缩放，以考虑传感器结果中的电源变化。

 

此致，
Chris