[参考译文] ADS1247：在 RTD 负载(4线制)未带电(或断开带电)的情况下加电会导致测量误差

Alain、


我需要更多信息来帮助您解决您遇到的校准误差问题。 问题的一部分是、我不知道您是如何进行校准的。 您是否正在运行 ADS12447的偏移或增益校准例程之一？ 或者、您是否进行多次测量以获得所设置的偏移和增益的测量值(使用特定的 IDAC 电流和基准电阻器)？ 此外、我对您的电路一无所知。 如果这是标准的4线 RTD 配置、则测量应采用比例式。

我要说、0.5%的偏移误差比较大、因此这应该是一个我们可以跟踪的误差。

如果您具有相当于4线制 RTD 测量的电压、则拉出 RTD 并将其更换不应改变 ADC 的运行。 在更改之前和更改之后、器件的偏移或增益误差不应存在差异。 此外、IDAC 电流不应发生变化(尽管通过比例式测量、结果不应受到 IDAC 电流的影响)。

为了帮助进行调试、我想我需要知道您如何校准器件。 首先介绍设置、基准电阻、使用的 IDAC 电流、然后介绍您在校准过程中记录的内容。 我需要尽可能多的详细信息、可能需要您记录的任何数据。 可能需要直接以代码形式显示 ADC 输出数据、而不是转换为电压或电阻。 它还有助于获得基本原理图、或只是校准工作原理的方框图。

再说一次、此时我不知道会发生什么错误。 只需拉出 RTD、就不应更改 ADC 的工作点、一旦重新建立 RTD 连接、测量结果就应恢复为原始结果。 我通过拔出精密电阻器并更换它们来模拟许多 RTD 测量、但从未出现过失调电压/增益误差问题。


吴约瑟

您好、Joseph、

我们在过去的十天中尝试找出问题的来源(即 ADS1247内部或周围)。

今晚、我可以确认问题完全源于 ADS1247本身。

以下是一个通道的原理图(PLC 有10个相同的通道)：

和一个小的总结：

  ADS1247由+/-2.6V 电源供电；IDAC 电流为500uA；RRef 电阻为2.0k 0.1%

  加电、将 ADS1247配置为 RTD 4线制(SELFOCAL 完成)、将 RTD 插入(10个 RTD 通道中的每个通道均为100R 0.01%- PLC 具有10个 ADS1247、每个 AIN 通道一个)

  结果正常、假设在执行任何校准之前测量了100.97R (根据比例式方程)。

  我们使 PLC 保持正常运行、只需使用10x 100R RTD 信号调节电阻器拔下端子即可。

  ADS1247开始测量任何内容、每个通道显示的内容不同：很明显、IEXC 环路是开放的、IDAC 竭力尝试生成500uA 的电流(在 IEXC 引脚上产生大约25V 的电压)

  我们再次使用10x 100R 插入端子(在实际校准情况下、它将是设置的250R 电阻器)

  ADS1247会继续测量、但一些 RTD AIN 通道(即某些10倍 ADS1247)现在显示偏移；在上述情况下、我们现在有101.29R (有时甚至是完全疯狂的值)、而不是100.97R。

  如果我将多路复用器配置更改为另一个输入、然后返回 RTD 配置

  或

  重置并重新设置 ADS1247的 SELFOCAL

  或

  重新启动 PLC (关闭电源-打开)

  然后

  100.97R 的初始 RTD 值是反向的...

  我们可以随意重现这种情况。

  我们测量了所有电压(电源和线路上的 RTD 信号)和 IEXC 电流：这两种情况之间没有差异！

  在这两种情况下、电源轨上的噪声完全相同-因此不会影响电源。

  ADG467过压保护器没有影响、因为它们是纯电阻式的。

实际上、让 IDAC 竭力让其 IEXC 电流流经开环会在器件中设置偏移、这可以通过重新配置和 SELFOCAL 进行重置。

哦、重要的一点是：RTD 通道同时处于活动状态和断开状态的次数越多、该问题的发生和可能性就越高：即在拔下单个通道时很难实现、在拔下所有10个通道时、很有保证发生这种情况。

此致

Alain

Alain、


这可能需要一些时间才能完成此帖子。 我需要仔细阅读它、明天我将尝试为您提供答案。


吴约瑟

Alain、


我在移除 RTD 后有机会测试器件、但我看不到像您那样的永久偏移、因为 RTD 已被更换。 RTD/基准电阻器电压可能会有一些稳定时间、但它确实会返回到先前的读数。

使用 ADS1248EVM、我以与您的电路类似的方式设置 EVM。 我将电源设置为±2.5V、并在 AIN1和 AIN2之间固定一个精密100Ω Ω 电阻器、该电阻器充当电阻器感测线路、分别用作 AINP 和 AINN。 我将500uA 电流从 IDAC 路由到 AIN0、然后 AIN0作为强制线连接到100Ω Ω 电阻器。

然后 IDAC 电流从另一个引线路由到2kΩ Ω 的基准电阻器。 然后、该电流返回 GND。 设置如下所示：

在该测试中、我将增益设置为8、将数据速率设置为20SPS、并具有来自 AIN0的500uA IDAC 电流。 我使用 ADCPro 获取一系列400个数据点、这需要大约20秒。 在此数据收集过程中、我断开了导联1的电流。 这会将基准电压短暂设置为0V、并将输入测量设置为相同的值。

大约1秒后、我重新连接导联1、器件读数恢复正常。 偏移电压或读数值没有永久性偏移。 它确实会返回到原始读数。

这就是我转换后的数据的样子：



当我断开导联时、测量会产生噪声干扰。 当导联1断开时、输入和基准电压都下降至0V。 在这种情况下、ADC 的输出可能是不确定的。

更换导联后、读数在大约一秒钟的延迟后返回到原始值。 请注意、在我的电路板上、基准电阻器上有一个10uF 的电容器。 我相信、随着电容值的降低、该时间段会显著下降。

无论如何、请检查此说明并查看它是否适用于您的设置。

吴约瑟

Alain、


在上一篇文章中、我曾问过 ADG467电源电压。 我之所以提出这一要求、是因为我认为您的器件可能超出了规格、并且认为器件的泄漏可能会更高。 出于好奇、您是否尝试移除该器件并使用短裤替换这些串联压敏电阻？ 当小错误出现问题时、我想尝试用更简单的方法替换任何添加的电路。


吴约瑟