[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

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、


很抱歉我没有回复你。 周五和今天、我没有机会收到您的回复、我已经下班了。

我已经阅读过您的上一篇文章、我不确定问题是什么。 让我总结几件事。

首先、您使用双极电源、但将 IDAC 电流分流回 GND。 基准电压约为1V、RTD 电压约为0.050V、您看到的误差相当于测量误差+0.3%。 当您拉出 RTD (同时移除 RTD 电压和基准电压)时会出现这种情况。

此时、我可以看到两种不同的方法来获得该电压、这些方法不涉及校准或偏移的变化。

输入测量中增加了150uV 电压。 这可能来自一些与来自 ADC 的输入电流发生反应的串联电阻。 例如、如果 ADG467为100Ω Ω 的串联电阻、则0.75uA 可能会导致此误差。 除非输入范围过大、否则看起来太大。 我可以看到、如果移除 RTD 并将输入拉出、就会发生这种情况。 但是、我认为这不会导致在更换 RTD 时电流保持。 一旦输入返回到 PGA 的范围、额外的输入电流就会消失。

2.如果有电流流经 RTD 但不流向基准电阻器、则输入可能会更大。 如果 RTD 的引线4和 REFP 之间存在大约1.5uA 的泄漏电流、则测量值读数为高电平。

对于您会看到此错误的原因、我没有任何明确的想法。 但是、我认为误差与其中一个原因类似。

我有一些额外的问题。 ADG467的电源电压是多少？ 运行 ADS1247时的增益和数据速率是多少？ 拔出 RTD 并更换 RTD 后、您会看到错误。 多次读取后错误是否保持不变、或者在一段时间后错误是否消失？ 您是否仅在开始时运行偏移校准？ 或者在其他运行点是否有其他校准？ 您提到、您偶尔会获得完全疯狂的价值。 您能解释一下在这些情况下您能得到什么吗？

我的另一个问题是、您似乎使用了多个 ADS1247 (10)、而此 RTD 测量是重复的。 您还提到、当删除 Actve 通道的更多 RTD 时、您会看到此问题。 这对我来说似乎很奇怪。 在我看来、这应该独立于渠道、错误应该独立于其他渠道的行为。

我有一个 ADS1248EVM、我认为它可以用于复制您的系统。 我将尝试运行一个测试、以查看我是否可以获得类似的错误。 当我在早上上班时、我应该能够做到这一点。


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