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[参考译文] ADS124S08:4线RTD测量中的标度错误

Guru**** 2589265 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS124S08

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/649585/ads124s08-scaling-error-in-4-wire-rtd-measurements

部件号:ADS124S08

我正在使用 ADS124S08进行4线RTD温度传感器测量。  转换后从设备读取的测量值始终由~1 % 关闭。  例如,50欧姆的电阻读数为~Ω 50.5 欧姆,150欧姆的电阻读数为~Ω 151.5 欧姆。  测试设置使用经过我们独立验证的准确的校准RTD模拟器。

常规设置包括AIN0上的激励电流,AIN1和AIN2上的测量值。  还有一个参考电阻器与测量电阻器串联,使用参考REFP0和REFN0。   使用的参考电阻器是一个1 % 180欧姆电阻器。  这可在以下示意图中看到。   

此设备的初始化包括设置以下寄存器和命令:

  • 命令重置
  • 检查状态reg中的"Device Ready Flag (设备就绪标志)"
  • IDACMAG->06h (将IDAC幅度设置为750uA)
  • ref->22h (禁用参考监视器配置,禁用正参考缓冲器旁路,启用负参考缓冲器旁路,参考输入选择(REFP0/REFN0),内部参考始终打开)
  • IDACMUX->0Fh (IDAC2输出- AIN0,IDAC1输出-断开连接)
  • INPMUX->12h (正ADC输入- AIN1,负ADC输入- AIN2)
  • 命令start

我的问题是尝试在我的读数中消除此1 % 错误。

感谢您的反馈,

Eddie

理想的示意图:

简化的实际示意图:

(请原谅这种粗鲁的,经过Paint编辑的示意图!)

寄存器配置:

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    您好,Edward,

    欢迎参加论坛! 首先是一些一般性的评论。  在查看ADC精度时,您需要考虑所有其他可能的误差。  通常,消除其中许多不准确之处需要进行某种校准,以消除偏移和增益误差。  最好在设备配置后运行自偏移校准。

    参考电阻器可能会偏移,因此必须考虑此错误。

    您显示使用750uA电流的180欧姆参考电阻器。  这给出的参考电压为135mV,超出参考规格。  最小参考电压为500mV。

    即使在您的设置中禁用了PGA,您也应该使用PGA并获得一些增益。  查看ADS124S08数据表第7页“绝对输入电压”下的模拟输入规格。  对于启用PGA的增益1,输入电压必须大于0.15V。  目前您的参考电阻器将您置于0.135V,这对于使用PGA来说太低了。  如果您增加参考电阻,您还应该能够增加增益,这将有助于降低输入参考噪声。

    在AVDD引脚处,您应将C3从100nF更改为至少330nF。

    此致,

    Bob B

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    Bob,您好!

    感谢您的回复和帮助。

    我们尝试测量的RTD值范围约为52欧姆至150欧姆。 了解这些值后,我们应该使用什么参考电阻器? 它们是否是我们正在测量的电阻器尺寸与参考电阻器尺寸之间的推荐比率?

    此外,您能否详细说明您为何建议对C3进行更改?

    谢谢!
    Eddie
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    您好,Eddie,

    ADS124S08数据表第97页上的11.4 部分提供了有关AVDD旁路盖的建议。

    我还建议查看有关3线RTD的应用部分。  这位于第90页的10.2 部分。  即使使用2个电流源,也会考虑许多类似的因素。  您的电路实际上不太复杂,因为您使用的是低侧参考,无需偏置电阻器和参考电阻器。

    一般情况下,您将RTD共模的目标值设定为大约为AVDD电源的1/2,该电源位于1.65V附近。  如果您使用带有750uA的2k电阻器,则参考电压约为1.5V。  如果您的最大输入电压为112mV,那么您可以将增益8用于PGA。  这可能是一个良好的起点,但您可以尝试向上或向下调整参考电阻,以获得最佳的动态范围。

    TI.com上提供了一个设计计算器,可供下载以帮助进行这些计算:

    http://www.ti.com/lit/zip/sbac158

    此致,

    Bob B

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    Bob,您好!

    我最后换了180欧姆的电阻器,换用了我手上的1.8 k欧姆0.1 % 电阻器。 这使参考电压达到了适当的范围;尽管不准确的情况仍然存在。

    我们注意到滤波器中的电阻器R12上的压降相当大(16mV),但R14上的电压降为合理的8 UV。 查看数据表,我们注意到负参考缓冲区已禁用,正参考缓冲区已启用。 我们交换了参考缓冲区的启用和禁用,以便配置与默认配置匹配。 这导致R14两端出现较大的压降,而R12两端出现合理的压降。 此时,短路R14可使测量达到我们预期的精确度。

    我们又尝试了一种方法,我们启用了正负参考缓冲区旁路(\REFN_BUF和\REFP_BUF),这也消除了不准确之处。 所以,我们的状态很好,达到了我们所期望的精确度。

    我还有一个问题是,当V_REFN接近AVSS时,建议禁用负参考缓冲区旁路:
    "禁用负参考缓冲区。 当V (REFNx)接近AVSS时,建议使用。' (第77段)
    您知道为什么提出此建议吗? 我们似乎看到,两者都需要启用才能获得我们期望的准确性。

    感谢您的帮助,
    Eddie

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    您好,Eddie,

    请注意ADS124S08数据表第10页上页面顶部的“Voltage Reference Inputs (电压参考输入)”部分。  在这里,您可以看到与打开和关闭缓冲区有关的差异。 因此,如果 可能,您一定会使用缓冲区。  您应确保启用REFP缓冲区。

    使用半导体材料时,很难靠近电源导轨。  要在ADS124S08的整个操作范围内保持性能和线性,建议在靠近电源轨操作时关闭缓冲器。  当从外部提供的参考源操作时,这可能是一个更大的问题。

    您可以选择使用R14的较小电阻器,完全移除R14或打开REFN的参考缓冲器。  每种方法都有优缺点。  我的建议是保留R14并填充0欧姆电阻器,并在REFN缓冲器关闭的情况下运行。  如果您的测试中存在接地噪音问题,您始终可以使用更高的值填充R14,以添加一些滤波。  如果所有其它操作都无法执行,我将打开REFN缓冲区。

    此致,

    Bob B