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[参考译文] ADS1247:使用单个ADS1247测量6个PT100

Guru**** 2511985 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1247

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/622515/ads1247-measuring-6-pt100-using-a-single-ads1247

部件号:ADS1247

您好,

随附的示意图用于使用单个ADS1247和外部MUX测量6 PT100。

1.是否可以做这项工作?

2.参考电阻器的任何考虑因素,MUX代表不属于参考路径的125欧姆电阻器。

谢谢

e2e.ti.com/.../PT100--In.pdf

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    Noam,


    这条电路可能会起作用,但我认为您会对结果不满意。 我认为有几件事会严重影响性能。 我将解释我认为问题会是什么,您可以考虑对测量的影响。

    1.通过在RTD和IDAC电流源之间插入多路复用器,您已将电阻作为测量的一部分。 如果mux电阻完全相等,则电阻将会抵消。 如果它们不相等,则mux电阻之间的差值将变为错误。 请记住,典型电阻为125Ω Ω。 如果不匹配错误为10Ω- 20Ω,则您的准确度可能非常差。

    要解决mux不匹配电阻,您需要专用IDAC引脚和第二个多路复用器将电流直接路由到RTD。

    2.我假设R296是某种硬件补偿,设计用于在特定温度下使测量值接近0V。 虽然我们已将此内容写入旧的数据表和应用手册中,但我们不建议再进行此补偿。 通常,这可能会通过包括负测量值来提供更高的分辨率。 但是,由于此电阻器的准确性和漂移,它通常会增加比其价值更多的错误。 通常,您可以在不增加硬件补偿的情况下获得更好的性能。

    3.添加TVS二极管(DESD5V0S1BA-7)可能会从RTD和基准电流中取出电流。 这也会使您在测量中出现错误。 请注意,典型泄漏为5nA,最大泄漏为100nA。 如果参考电阻器之前的电流被移除,这可能会显示为增益错误。

    如果您有任何其他问题,请告诉我。


    吴若瑟

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    Joseph Hi,

    此MUX的通道之间的接通电阻差 为典型2.2 欧姆,最大6欧姆。

    我查看了AD多路复用器产品,它们具有 ADG1606_1607,1607,具有较低的典型接通电阻和小于~1欧姆的通道差。

    您是否认为使用AD多路复用器会产生更好的结果?

    TI是否有类似的多路复用器,且通道之间的差值较低?

    或者2.2 欧姆足够好了吗?

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    Noam,


    我确信AD多路复用器是一个很好的部分。 但是,重点是去除多路复用器的误差范围,而不是减少误差。

    采用当前的拓扑,如果您的多路复用器电阻不匹配2.2Ω Ω,则相当于温度测量中约5.7°C的误差。 即使您使用了AD mux,其中典型的不匹配值是25°C时的0.2Ω。您仍在0.5°C以上的误差范围内。 这只是典型的错误。 如果您添加了最大电阻不匹配,并添加了温度漂移,则错误会大得多。

    通过使用第二个多路复用器,您可以消除与IDAC电流发生反应的电阻不匹配错误。 由于不匹配与输入偏置电流的反应,可能会出现一些错误,但它会显著减小。


    吴若瑟
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    Joseph Hi,

    我理解您所说的话,但我希望尽可能减少解决方案的组件数量,同时考虑/降低测量的准确性。

    AD AD707有另一个芯片:

    -在-40至85的温度范围内,2.5 至5欧姆的电阻。 (应用程序为0-70)。

    - 0.3 欧姆电阻匹配。

    —0.5 欧姆电阻平坦度。

    采用此数字时,错误率会是多少?它将如何影响位分辨率?

    如果结果不够好,我将使用两个MUX芯片。

    还有一个一般性问题,如果所需的分辨率是16位,那么使用24位分辨率芯片而不是16位芯片是否有好处?

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    Joseph Hi,

    我正在添加更新的示意图和当前MUX。 请告诉我这是否是您的想法。

    关于电视,它是由TI的参考设计之一(也随附)推荐的。

    巴西

    Noame2e.ti.com/.../PT100--In-2-MUX.pdf

    e2e.ti.com/.../tidu491-tidrc86.pdf

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    Noam,


    很抱歉,我错过了此后续帖子。

    首先,我描述的是你的赛道和两个助熔器。 第一个多路复用器路由ADC输入信号,第二个多路复用器路由IDAC电流。 这样,您就可以绕过信号路径中IDAC电流的任何mux电阻,这会增加错误。 仍然存在输入偏置电流,但这是误差中的许多数量级。

    其次,我可以看到TIDU491确实有这些TVS二极管用于电路保护,但知道这些二极管会有非零泄漏电流,并且会在测量中产生少量增益误差,这还是很有帮助的。 对于DESD5V0S1BA,典型值为5nA,最大值为100nA。 如果您使用小IDAC电流来驱动传感器元件和参考电阻器,则最大值可能是一个问题。 我还没有完全阅读TI的设计,但我认为二极管泄漏错误不是任何计算的一部分。

    回到上一个POST,电阻不匹配将直接影响RTD的测量。 电阻0.3Ω 不匹配是RTD测量中0.3Ω 的误差。 阻抗的平面度和绝对值并不是一个真正的因素。 不匹配是重要的。 我还要指出,这种不匹配情况可能会随着温度的变化而变化。 这就是为什么我认为两个多路复用器解决方案是正确的。

    至于分辨率,我将使用24位ADC。 如果您需要16位分辨率,则16位ADC会有两个问题。 首先,对于正负全刻度输入,16位ADC的分辨率为16位。 使用RTD测量,您通常只能获得正输入,因此您最多只能获得15位性能。 其次,增益是以有限的步长计算的,因此您可能无法根据PGA的设置来填充输入的整个刻度范围。 您正在尝试从系统中获得哪种类型的准确度?


    吴若瑟
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    约瑟夫

    温度范围为0-150 C,分辨率为0.1 C

    回到电阻不匹配问题,这不是误差常数,是否可以通过校准进行补偿?

    我也有一篇文章,说明如何补偿当前的不匹配。 您进行两次测量,然后在IDAC1和IDAC2之间切换。然后对测量值求和并读取方程式中的电流。

    我认为这样做并在开始时校准测量值将提供相当准确的测量值。 特别是当温度变化非常低并且我的环境温度为0 -45 C时

    无论如何,我想我将安排两个多路复用器,以防结果不够好。

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    Noam,


    我要注意的是,±0.1°C精度是一个要求很高的规格。 A类PT100传感器的准确度为±0.15°C,因此您需要更好的传感器。1/10 DIN在有限范围内的准确度为±0.03°C。

    另外,请注意,0.1°C的错误会返回到RTD中的0.0385Ω 错误。 这意味着您需要能够仔细校准所有导联和系列电阻。

    回到电阻不匹配问题,不匹配问题被列为0.3Ω(我不确定这是最大值还是典型值- AD707是较旧的运算放大器,而不是mux,因此我不确定您指的是什么部件)。 即使这被列为最大值,我认为您也不能校准。 由于开关电阻可能来自CMOS传输门,电阻将随温度,电源电压和输入的直流电压而变化。

    我知道通过切割IDAC电流源来切割它们的技术。 您或许能够交换当前源并对其求平均值。 但是,我不知道这种技巧在这里是否起了足够的作用。 通常,您可以假定导联电阻相等,并且可以通过切碎来取消IDAC不匹配,或者假设IDAC相等,而通过切碎来取消导联电阻。 在这种情况下,导联电阻不匹配,IDAC具有典型的0.15 % 不匹配。 这对您来说可能没问题,但这种不匹配相当于0.075 % 的典型增益误差。

    同样,我建议您将TVS二极管的电流泄漏(也考虑mux的泄漏电流)视为错误的一部分。 从参考电阻器中获取的任何泄漏电流都会增加增益错误。


    吴若瑟
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    Joseph Hi,

    非常感谢您的支持。

    我将采纳您的建议并使用两个多路复用器作为装配选项。

    巴西