主题中讨论的其他器件: OPA391、 LMP7721、LM4140 、OPA928、 TL431、TL432LI、 TL431LI、 LPV821、 TL432、 LM4040、 参考文献35
您好、TI 工程师。
我们有一款使用 PH 传感器的产品、我们是与 LMP91200一起设计和使用的。
但现在我们需要一个低成本解决方案。
您能帮助检查 Opamp 和 Vref 并给我建议吗?
示例:模拟输出范围(0.5-1.8V)
感谢您的支持。
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您好、TI 工程师。
我们有一款使用 PH 传感器的产品、我们是与 LMP91200一起设计和使用的。
但现在我们需要一个低成本解决方案。
您能帮助检查 Opamp 和 Vref 并给我建议吗?
示例:模拟输出范围(0.5-1.8V)
感谢您的支持。
你好、
但现在我们需要一个低成本解决方案。
您能帮助检查 Opamp 和 Vref 并给我建议吗?
[/报价]请向我提供其他信息。
您是否擅长现有的 LMP91200 pH 传感性能?
您是否继续使用 LMP91200、但又想在某些运算放大器和 Vref 设计中降低成本?
相似 pH 传感性能的目标成本是多少?
您是否愿意采用整体分立式 pH 传感解决方案?
我需要上述信息、以便我能够更好地为您提供帮助。 例如、OPA391可以用于 PH 感应应用、但我想知道可以节省哪些成本(在不降低感应性能的情况下)。
此致!
雷蒙德
尊敬的 Alone173 -
我还想将此参考设计使用 LMP7721和 LM4140 (您也要查找的精度基准)的信息添加到 Raymond 的身上: https://www.ti.com/lit/an/snoa529a/snoa529a.pdf
然后与此参考设计进行比较、使用 LMP91200: https://www.ti.com/tool/TIDA-00561 为您整体选择合适的解决方案。 (成本/复杂性、准确性、易用性等)
您好 Raymond。
感谢您的反馈。
您是否擅长现有的 LMP91200 pH 传感性能?
=>读取 ADC 时、仍然不稳定、我认为主要的问题是 VREF、并且 LMP91200的 VREF (配置为1.5V、AZ431LBTR-G1)与 MCU 没有连接。
您是否继续使用 LMP91200、但又想在某些运算放大器和 Vref 设计中降低成本?
=>是的、您是对的。
相似 pH 传感性能的目标成本是多少?
=> Vref 和运算放大器 IC (1000个)都低于2.5-3$。
您是否愿意采用整体分立式 pH 传感解决方案?
=>不确定、但我使用了外部 PH 探头。
OPA391
=>使用 GP 运算放大器似乎成本太高了。
您能介绍一下适用于我的产品的该器件的亮点吗?
谢谢。
你好、
=>不能确定,但我使用了外部 PH 探头。
大多数中高端 pH 计都配备了外部 pH 探针。 您的 pH 探针是否在探针内部带有 Ag/AgCl 基准? 如果 pH 探针具有化学参考、则可以将其用作参考(而不是电子参考)。
e2e.ti.com/.../0083.PH_5F00_probe_5F00_design_5F00_national_5F00_AN_2D00_1852.pdf
=> Vref 和运算放大器 IC (1000pcs)在2.5-3$以下。
在我们的 pH 应用手册中、我们建议使用 LM4140A-1.0电压基准(1.024Vref)、它具有0.1%的精度(A 级)和3ppm/C 漂移。 是的、此成本高于其他成本。 电路如下所示。
当 Vref 分压时、在1.024/2 = 512mV 下测量缓冲器 U1。 只要512mV 或基准是稳定的、那么输出电压也将保持稳定。
在 Nernst 公式中、精确 pH 测量的关键是 T (Degree K = 273.15 + C)、运算放大器 U2和 U1以及超稳定和低噪声 V+电源电压。
下面是我要做的事情、以便降低成本并提高 pH 测量性能。
1.获取一款适用于 pH 测量解决方案的精密 RTD 温度传感器。 有时、温度传感器会附带 pH 探针、如果精度和可重复性很好、会很好。 0.01C 至0.1C 的温度精度。 如今、RTD 传感器已广泛普及、应该不会花费太多成本。 TI 有许多 RTD 和精确温度传感应用手册。 如果您有兴趣的话、我可以把它们发送给您。
2.如果您使用 AG/ACL 化学参考,那么您不需要电势参考。 标准电极是指饱和 KCl 溶液中的 Ag/AgCl 电极、其电势测量值约为198mV。
3.如果 pH 电极不具有 Ag/AgCl 化学基准、则需要具有相当好的带隙基准+ U1、即零漂移精密运算放大器缓冲器+电压基准。 我可能会向您找到合适的电压基准。
4.您的系统是由电池供电还是使用稳压 LDO? 请确保 V+非常稳定且噪声较低。 请告诉我。
5.您可以继续使用 LMP91200 或分立式 LMP7721 (OPA928是我们最新和更出色的低 Ib 运算放大器、但其成本更高)。 如果您对 LMP91200 IC 满意、则继续使用。 LMP7721和其他超低 Ib 运算放大器也可以正常工作。 由于大多数 pH 探针都是高阻抗器件、因此需要超低 Ib 运算放大器。 如果您告诉我 pH 电极的阻抗范围、如果您想使用分立式解决方案、我可以找到替代的运算放大器。
6、最后一个问题是电缆长度和屏蔽。 如果您从制造商处购买这些器件、则应该足够了。 请确保您的电极与精密运算放大器接触良好。
在解决这些问题后、我们可以仿真整个 pH 电极并检查电子噪声及其性能。
如果您有其他问题、请告诉我。
此致!
雷蒙德
你好、
您能不能显示 Vref 和 Opamp 的器件型号是否符合我的目标成本?
此处是低成本选项。 我会在 TL431参考中选择±0.5% B 级或更好的等级。 选择的原因是、用于 pH 测量的 Vref 只是一个电极化学参考、它可以是 Ag/AgCl 或电子基准。 该基准必须放在非常靠近 pH 测量电极的位置。 只要它在校准和测量之间没有变化、就应该很好。 最终、从 pH 计算中剔除了 Vref。
您应该在温度测量方面投入更多的资金。 测量 pH 解决方案的温度精度为0.1C 至0.01C、因此精度也会提高。
e2e.ti.com/.../pH-具有 LPV821-07312023.TSC 的 Vref
这里是低成本电压基准搜索列表:例如、TL432LI 可能优于 TL431、TL431适合更高电流的应用。 对于 pH 测量应用、T432LI 或 TL431LI、0.5%、B 级封装会优于 TL431。
如果您有其他问题、请告知我们。
此致!
雷蒙德
此处是低成本选项。 我会在 TL431参考中选择±0.5% B 级或更好的等级。 选择的原因是、用于 pH 测量的 Vref 只是一个电极化学参考、它可以是 Ag/AgCl 或电子基准。 该基准必须放在非常靠近 pH 测量电极的位置。 只要它在校准和测量之间没有变化、就应该很好。 最终、Vref 从 pH 计算中剔除[/报价]是的、我在设计中使用的器件型号也与 TL431 (AZ431LBNTR-G1)相同。
但从 LMP91200读取 ADC 时、结果不稳定。
在当前 PCB 上、我们放置一个 Vref IC 就位于 PH 探头连接器附近、因此可能需要在下一个版本中进行调整。[/quote]您应该在温度测量方面投入更多资金。 测量 pH 解决方案的温度精度为0.1C 至0.01C、因此精度也会提高。 [/报价]是的、我们有板载 RTD 传感器用于监测温度。
我们将注意重新检查它。使用 TL431 (VREF)和 LPV821 (运算放大器)似乎是您的最终解决方案。
最好能在 TI 实验室帮我检查原型、然后再给我报告。非常感谢您的帮助。
你好、
是的,我在设计中使用的器件型号也与 TL431 (AZ431LBNTR-G1)相同。
AZ431LBNTR-G1不是 TI 器件型号、您应咨询 Diode Corp 以获得支持。 此外,我要求获得 ±0.5%的 B 级,你购买 ±1%的部分。 你想做什么?
此致!
雷蒙德
您好!Alone173:
在之前的回复中、我在 TI 网上商店中添加了以下链接。 如果您登录用户信息、则应该能够查看各种器件的库存情况、定价、性能等。
您应该尝试以下电压基准、同样是0.5%或更好。
具有经优化的基准电流的 TL431LI/TL432LI 可编程并联稳压器数据表(修订版 A)
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ref34-q1.pdf?ts = 1691126150010
我不知道您的基准的预算是多少、如果您能够获得~100ppm/°C 的低温度系数、这将是更好的选择。 pH 测量应用中的电子基准不需要绝对精度、但它需要低温漂和一致的电压基准。 你需要明白你得到你所支付的。 您的电子基准选择应基于应用的性价比。
此致!
雷蒙德
您好!Alone173:
我能否获得上述器件的样片进行测试?
应用团队不处理样片请求。 如果您对样片感兴趣、请访问以下链接、也可以联系您所在地区的 FAE。
https://www.ti.com/ordering-resources/buying-tools/sample-request.html
您似乎将基准电压设置为250mV,是不是太小而无法产生偏移电压?
如果您使用的是标准 pH 测量的化学参考、则典型的可靠电极电势约为+198mV、具体取决于 Ag/Acl 参考物理配置。
LMP7721应用手册使用+512mV 作为电子基准、您也可以使用+400mV。 正如我所说的、只要在 pH 校准期间保持稳定且没有变化、实际的电子参考就不重要了。 有时、如果运算放大器的 VCM 必须工作在200mV 或高于 GND 电位(例如在单电源下)的电压下、+400mV 或类似的基准电位范围可能更有意义、但这是为了优化运算放大器的偏置电压以进行电子测量(因此运算放大器可以在线性区域内工作)。
参考电极的用途是测量基准电位。 GND 可能是一个基准电位、但它不是一个好电位、因为电解质的导电性因 pH 设置不同而异。 如果将基准电势放置在 pH 探针旁边或内侧、则会更稳定(它会消除不同尺寸的 pH 设置配置中电解质中的 IR 下降水平)。 我在上一次答复中间接解释过。
如果您觉得对 pH 测量更满意、请遵循应用手册。
此致!
雷蒙德
您好!Alone173:
集成式 LMP91200传感器由传感团队提供支持、请联系该团队寻求进一步的帮助。
请看一下 REF35、该规格似乎适用于 pH 应用、它属于低成本 Vref 类别。
如果这是使用 LMP7721或类似的 PRAMPS 运算放大器的分立式 pH 测量、我可以助您一臂之力。 请告诉我。
此致!
雷蒙德
您好!Alone173:
您是否继续使用 LMP91200、但又想在某些运算放大器和 Vref 设计中降低成本?
=>是的、您是对的。
[/报价]这是我的初始理解。
将 LMP91200替换为 LMP7721或其他类似的运算放大器不会降低您的总成本。 您将需要低 Ib 精密运算放大器、而您别无选择。 请告知。
此致!
雷蒙德
您好!Alone173:
您能提供运算放大器要求的参数吗?
这些是可能适用于 pH 应用的精密运算放大器。 您是否知道 pH 探针的阻抗?
您之前提到您需要我们查看 pH 设计原理图。 如果设计是分立式 pH 运算放大器设计、请将其发送给我。 我可以看一下。 LMP7721非常适合 pH 应用、OPA928更好、但价格也更高。
此致!
雷蒙德