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[参考译文] ADS131M08:ADS131M08校准帮助!!

Guru**** 1490575 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS131M08, ADS125H02, ADS124S08, ADS1235
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/1293965/ads131m08-ads131m08-calibration-help

器件型号:ADS131M08
主题中讨论的其他器件: ADS125H02ADS124S08ADS1235

大家好、下午好。 我在此寻求帮助、以解决使用 ads131m08读取称重传感器时遇到的一些问题。 我将设置 ads131m08以检测5个称重传感器。

我的配置如下:时钟8.192MHz、OSR = 1024、4kSPS、FSR =±1.2V / 32 = 37.5mV。 我为每个通道配置了本地值(我遇到问题[1])。 称重传感器为4线、2mV/V、由15V 供电、状态良好。

目前、我仅使用2个单元进行测试、广告的通道3和4。 两节电池并联供电、均采用同一15V 电源。 校准零点时、通道4中的电池在0.3到0.5kg 之间趋稳。 不过、校准后、通道3中的电池在1kg 到20kg 范围内变化。 有时波动10千克,有时跳跃到20千克以上,然后回落。

我校准了刻度和偏移(手动寄存器)。 在数据表中、它提到了使用寄存器 CHN_FCAL_MSB 和 CHN_FCAL_LSB 对每个通道进行增益校准、这是我遇到问题[2]的地方。

让我解释一下每个问题/疑问:

问题[1]:根据我的理解,可以使用手动值将 ADC 设置为0,在这种情况下是8388607,但获得的值相差几百。 下面是我的代码片段:

默认 escribir_valor_offset_ocal (selfch、valor_a_tomar_POR_offset:int):
  #计算 a diferencia con el punto medio 8388607

  valor_ocal = 8388607 - valor_a_tomar_POR_offset
  打印(f"valor POR 偏移:{valor_a_tomar_POR_offset")
  如果 valor_a_tomar_POR_offset == 0:  
    valor_ocal=0
    打印("valor ocal:"、valor_ocal)
  #转换完成 A dos si necesario
  如果 valor_ocal < 0
    valor_ocental_complemento_a_dos =(1 << 24)+ valor_ocal
    valor_ocal_complemento_a_dos &= 0xFFFFFF
  Elif valor_ocal>0
  valor_ocental_complemento_a_dos =值_手动
  valor_ocal_complemento_a_dos &= 0xFFFFFF  
  其他:
    打印("estoy reseteando:")
    valor_ocal_complemento_a_dos = 0

 #继续...

问题[2]:我假定可能存在增益误差,所以我想对其进行校准,但我不确定使用什么值。 是否涉及计算、还是试错?

问题[3]:是否有可用于校准广告的指南?

问题[4]:当我用一个与我的广告电路共用接地的源为负载单元供电时,单元锁定为一个值。 但是、如果我将外部源连接到负载单元电路、它们会"正常"工作。 我阅读过关于接地环路的内容、但我对它并不完全清楚。

我将附加一个电路的简单示意图以供参考。

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    您好、 

    进行失调电压校准时、您的输入是什么?

    2.请在 M08数据表的校准寄存器部分和校准部分中查看校准详细信息,以及在论坛上之前的帖子中查看一些详细信息:

      https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1290072/ads131m08-ads131m08-offset-and-calibration

    3、如果您不知道如何获得增益和偏移值、请观看本 TI 高精度实验室视频课程: https://training.ti.com/ti-precision-labs-adcs-ac-dc-specifications-offset-error-gain-error-cmrr-psrr-snr-and-thd?context=1139747-1140267-1128375-1139102-1128657 、以及在此处介绍其他错误的以下课程: https://training.ti.com/ti-precision-labs-adcs-understanding-and-calibrating-offset-and-gain-adc-systems?context=1139747-1140267-1128375-1139104-1134080 

    4.我不知道您是如何连接称重传感器的以及您得到的误差值是多少、但建议您为应用使用辐射计。 有关更多详细信息、请参阅以下应用手册: 电桥测量基本指南

    此致、

    戴尔

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    下午好、感谢您这么快的回答。 问题1:查看论坛并按照用户提供的信息、我的理解是、要加载 ADC 偏移量、我必须使用 MUX 寄存器将其置为短模式、并将该值直接加载到本地寄存器中。 因为该值为二进制补码格式、不需要修改。 参考"ADS131M08:ADS131M08偏移和校准:当您短接输入并从 ADC 读取代码时、代码已采用二进制补码格式。" 我需要转到值8388608。 我应该在 ocal 中存储什么价值? 目前、我正在存储[8388608 - VALUE_ADC_IN_SHORT_MODE]的原始值、该值未精确地移动到8388608值。 我不确定我解释的错误是什么。

    我使用通道3和4。 我的称重传感器重量为1000kg。 通道3的皮重误差为0到2kg、在该范围内变化。 另一方面、通道4的重量通常为10kg、峰值为30kg。 当图被测试时、我将附加该图。

    通道3:毫伏(mV)变化值为:0.08132658898830414mV 样本均值为:66910.40最高峰值与最低峰值(不包括第一个样本)之间的变化值为:36384.90

    通道4:毫伏(mV)变化值为:7.475606761872768mV 样本均值为:651249.83最高峰值和最低峰值(不包括第一个样本)之间的变化为:3344529.85

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    您好、我正在更新我的一个疑虑。 我需要知道如何校准每个通道的增益。 与通道3中的传感器相比、通道4中的传感器为我提供了非常高的 ADS 值、即使两者的校准方式完全相同。 通道3的误差很小、而且当我在同一通道中尝试其他称重传感器时、问题仍然存在。

    除了采样和执行计算、我没有用于校准的仪器。 尽管如此、我需要为各种器件生成自动校准、因为负载单元和 ADS 通道会不同。


    通道3:

    平均值= 64601、96

    手动变焦= 49478 - 使用 mux = 01进行测量并保存在原始数据中


    通道4:
    平均值= 504861.71

    手动变焦= 35092 -使用 mux = 01进行测量并保存在原始数据中

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    尊敬的 Celeste GONZALEZ CANTERO:

    *我们将在接下来的几天在美国度假,所以请预计我们的答复会延迟到下星期**

    需要注意的一点是、您所描述的将 MUX 位设为01b 以将 ADC 输入短接在一起的手动过程只会校准 ADC 偏移。 换句话说、它不会校准您的系统偏移。 因此、如果您的系统中存在额外偏移、则这些偏移不会在手动过程中被考虑在内、而是会显示在最终测量中。

    Dale 先前已向您介绍了我们的电桥设计指南-您是否查看了此文档?

    我不确定您是如何连接称重传感器的以及您得到的误差值是多少、但建议您为您的应用使用比率计。 查看以下应用手册中的更多详细信息: 电桥测量基本指南

    第5.5节以称重秤为例、介绍了如何校准电阻式电桥传感器。 这是您在校准系统稳定性时应遵循的

    另外、您如何适应负载单元输出上的绝对电压? 您说称重传感器用15V 供电、是15V 单极电源吗? 或某种双极/非对称电源? 当负载单元平衡时、例如未施加负载时、15V 单极电源将生成7.5V 的共模输出电压。 7.5V 电压对于此 ADC 无法支持是非常大的、可能会损坏器件。 我看不到电路的传感器部分、因此我不清楚这些电压是如何划分到 ADC 输入范围的。

    最后、还需要注意一点:正如 Dale 提到的、ADS131M08具有二进制补码方案(请参阅数据表中的第8.5.1.9节)。 因此、如果您看到 ADC 代码是十进制等效代码 8388608、则这基本上是可用的最大 ADC 代码、即满量程电压。  您的手动编码应接近十进制的0,但可以是正或负。 对于这一概念似乎存在一些误解、

    -Bryan

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    今天早上好、我再次伸出手来、我为坚持不懈的努力深表歉意。 感谢您提供的指导;它极大地帮助我了解所发生的事情。 但是、我仍然不确定如何解决我的主要问题、如下所示:

    对于相同的重量、在 ADS 的通道4感应到的原始 ADC 值与通道3显著不同。 通道3计算得出的斜率 M 为0.0008777566022325078 (M = 806kg / ADC_measured_value - ADC_tore_value)。 通道4的计算斜率 M 为0.0007302457648463675 (M = 806kg / ADC_measured_value - ADC_tore_value)。

    ADC 的通道4的值范围为500000至700000、在相同重量的情况下结果会显著波动。 相比之下、对于相同的重量、通道3值悬停在60,000左右。

    我已经尝试解决这个问题几天,应用各种方法,但没有产生令人鼓舞的结果。 我使用了该指南并阅读了几篇论坛帖子、但我找不到前进的道路。

    非常感谢大家为我提供的所有帮助

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    尊敬的 Celeste GONZALEZ CANTERO:

    您没有回复我在上一篇文章中提出的其中一个问题:

    此外、如何适应称重传感器输出端的绝对电压? 您说称重传感器用15V 供电、是15V 单极电源吗? 或某种双极/非对称电源? 当负载单元平衡时、例如未施加负载时、15V 单极电源将生成7.5V 的共模输出电压。 7.5V 电压对于此 ADC 无法支持是非常大的、可能会损坏器件。 我看不到电路的传感器部分、因此我不清楚这些电压是如何被分成 ADC 输入范围的。

    由于我看不到您的整个电路板、您能告诉我您是如何解决该问题的吗?

    -Bryan

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    "Hola, gracias or responder tan rápido ñ o. Actualmente, estoy usando una fuente de alimentación ó n para Alimentar 3.3V al ADS desde mi Raspberry Pi y 15V para Alimentar mi celda de carga. MI c é lula de carga tiene 4 cables, 2 para la alimentación ó n, uno para la señal ó n positiva y otro para la señal ó nivva. La c é lula de carga es la CZC2500 con 2mV/V y 350 ohmios, diseñada ó n para aplicaciones industriales. de acuerdo con la información ó n que encontr é, no require un Puente Wheatstone adicional, ya que ya está ó n integrado, y la salida de señal ó n es la diferencia de potencial del Puente。

    para lograr la máxima amplificación ó n de la señal ó n de la celda, la estoy alimentando con 15V para obtener 30mV para una carga de 2500 kg. "。

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    尊敬的 Celeste GONZALEZ CANTERO:

    请将您的回答翻译成英文以帮助我们、以便更好地为您提供帮助

    -Bryan

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    您好、感谢您这么快的回答。 目前、我正在使用电源从 Raspberry Pi 向 ADS 馈送3.3V 电压、并使用15V 为称重传感器供电。 我的称重传感器有4根导线、2根用于电源、1根用于正信号、1根用于负信号。 称重传感器是 CZC2500、具有2mV/V 和350 Ω、专为工业应用而设计。 根据我发现的信息、它不需要额外的惠斯通电桥、因为它已经集成、信号输出是电桥的电势差。

    为了实现电池信号的最大放大、我使用15V 为其供电、以在2500kg 负载下获得30mV 的电压。 非常感谢您提出的有关

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    尊敬的 Celeste GONZALEZ CANTERO:

    请查看我们之前链接的文档中的第6.3节"电桥测量基本指南"。 这实际上就是我认为您拥有的系统、本节将更详细地介绍我所指的系统

    向电桥施加15V 电压时、最大差分信号为30mV。 但绝对电压、即相对于接地的电压、情况如何呢?

    当电桥平衡即未施加负载时、信号线将具有0V 差分电压。 这是因为每条信号线(正极和负极)处于相同的电压、即激励电压除以2 (即 V_EXC / 2)。 如果 V_EXC = 15V、则表示信号线上的电压为15 / 2 = 7.5V。 这一数值远远大于 ADS131M08允许的最大电压(请参阅下表、这与上表6.3相符)。 请注意、在所有情况下、任何引脚上的绝对输入电压都不能大于 AVDD 或3.3V。 如果对 ADC 应用7.5V 电压、则可能会对器件造成永久损坏。

    在进行任何其他操作之前、请再次查看该指南以帮助您了解如何解决此问题。 在您完成转换后、ADC 才会正确转换、这可能已经损坏了。

    -Bryan

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    早上好、感谢您的答复。 根据规格、如果我用3.3V 电压为 ADS 供电、则可以应用比率式测量法并为电池提供高达3.3V 的电压、但不会高于3.6V 的电压。 如果我使用伪比例配置并且增益小于或等于4、那么我可以将电池的电源电压增加到6V。 但是、如果增益高于4、我只能对负载单元施加3V 的电压。 如果使用3.3V 电源为其供电、是否会出现任何问题? 施加3V 的极低电压将产生最大电压6mV (如果使用3.3V 电源为其供电、则为6.6mV)。 如果使用伪比例式电压为电池提供6V 电压、则电压为12mV、但当比例范围增益= 4±300mV 时、则只能使用4%的比例。 我不确定它可能会变得多么不准确。 另一方面、如果我为负载单元提供3V 的电源、则具有不超过6mV 的差分电压、比例范围增益= 128±9.375、无噪声位范围为13.9。 您是否建议将此器件用于此应用? 使用和采用什么电源配置、我可以为电池供电的最大值是多少? 我再次提出这个问题、以防我之前的解释不正确。 此外、我最大的问题是、在使用此15V 配置时、当前一个通道可以正常工作

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    尊敬的 Celeste GONZALEZ CANTERO:

    您需要确保电桥的绝对电压在 ADC 的输入范围内。 您可以使用 M08数据表和电桥指南来帮助您确定所选的激励电压是否符合必要的标准

    此外、 您应该确认您实际上违反了此 ADC 的绝对电压要求。 如果是、通道可能"工作"、但您不在绝对最大额定值范围内、因而无法保证器件性能。

    您可以考虑的其他器件选项包括:

    • ADS125H02 -通道更少、但使用+/-18V 电源可接受高达+/-15V 的信号。 还具有低噪声 PGA、
    • ADS124S08 - 6个差分通道,与 M08相比输入范围更宽,但无法接受大于 AVDD 的信号,其中 AVDD 限制为5V
    • ADS1235 - 3个差分通道, 比 M08输入范围更宽,但不能接受大于 AVDD 的信号,其中 AVDD 限制为5V

    -Bryan