Přesné měření DC signálu se senzoru, výběr AD převodníku

Problémy s návrhem, konstrukcí, zapojením, realizací elektronických zařízení

Moderátor: Moderátoři

Odpovědět
Zpráva
Autor
Wolfik
Příspěvky: 1081
Registrován: 28 črc 2009, 00:00

Přesné měření DC signálu se senzoru, výběr AD převodníku

#1 Příspěvek od Wolfik »

Související věc jsem tu řešil v jiném tématu, nicméně zadání se problému se upřesnilo, takže ho napíšu znovu stručně.

Potřebuju z 8 senzorů měřit jejich výstupní napětí, které je 0 až 5V (konkrétně 100mV-4.9V se saturací) s co největší přesností (cca 16bitů).
Z těchto požadavků (přesnost, stejnosměrný signál) padá možná volba na 24bitový sigma-delta AD převodník s 8 kanály. Např http://www.ti.com/product/ads1248/description nebo něco podobného.

Potíž je v tom, že signály ze senzorů budu tahat po kabelech 30 až 50 cm dlouhých ke vstupu AD převodníku, protože samotné senzory se budou strkat do teplotní komory a veškeré měření a zpracování bude mimo komoru. Takže je tu potenciální problém se zemními smyčkami, když měřím víc zdrojů signálu. Navíc se na kabely vedené z komory může navazbit bordel z okolí.
Proto přemýšlím o převedení signálu senzorů na symetrický a vstupy AD převodníku použít také jako symetrické (diferenční). Tím sice u ads1248 (7 single ended/4 diferenční kanály) budu mít nakonec jenom 4 kanály, takže se tyto AD převodníky použíjí dva nebo holt v aplikaci budou jenom 4 senzory.

Signál bych ještě zpracoval jednoduchým filtrem na 100-200Hz - RC článek a pak OZ jako napětový sledovač nebo to nějak zkombinovat s tím převodníkem na symetrický signál. Prostě pro snížení šumu. Nějaký offset bych neřešil, ten by se dal změřit pro teplotní rozsah a pak naměřené hodnoty korigovat. Šum bych ještě dále redukoval průměrováním z více naměřených vzorků za určitý čas.

Zajímalo by mě, jestli tohle je optimální cesta nebo něco přehlížím. Navíc řeším pár problémů a nejasností.

Koukám na integráče (http://www.linear.com/product/LTC1992) nebo operáky na řešení převodu 0-5V na symetrický(třeba i s 2.5V středem, viz to typické zapojení LTC1992) a je tu krapec problém s teplotními rozsahy, protože bude třeba senzory testovat do 110 °C - 120 °C. Víte někdo o něčem?

Vycházím z této aplikační poznámky www.ti.com/lit/an/sbaa133a/sbaa133a.pdf (Measuring Single-Ended 0- to 5-V Signals with Differential). Chápu to tak, že v případě single-ended kanálu bych byl zas limitovaný referenčním napětím AD převodníku? Tady mám docela bordel, co je co za parametr. V datasheetu uváděj, že maximální referenční napětí (Urefplus-Urefminus) může být 2.5V. Tedy by bylo třeba pro 0-5V signál použít 1/2 dělič, což je věc, které bych se chtěl vyhnout(snížení přenostim, tolerance hodnot rezistorů).
U symetrických vstupu v datasheetu tvrdí, že rozsah je prsotě +-2*Uref, ale v popisu převodníku stojí, že rozsah je 0 až 4.096 V :roll:
Uživatelský avatar
frpr666
Příspěvky: 1051
Registrován: 28 pro 2009, 00:00

#2 Příspěvek od frpr666 »

Možná by jsi mohl zveřejnit typ senzoru, který bude dávat signál...
Wolfik
Příspěvky: 1081
Registrován: 28 črc 2009, 00:00

#3 Příspěvek od Wolfik »

Jedná se o integrované proudové senzory s Hall/Fluxgate technologií-měření je galvanicky oddělené.
Dělají se na různý rozsahy (jednotky až desítky A), ale nejmenší co dělají je +-5A (řeším jenom integrovaný typy, ne ty plastový modulový monstra). Napětovej výstup je typicky pro nulový proud na polovině napájecího napětí (Vcc jsou na 5V nebo 3.3V) a lineárně se zvětšuje nebo zmenšuje do saturačních hodnot (typicky 0.1*Vcc - 0.9*Vcc).
Mám udělat měřák na ty senzory pro ověřování přesnosti s rozlišením na jednotky mA při různých teplotách. Problém je, že jejich typická citlivost je 100-400mV/A, což odpovídá stovkám uV/mA. Udělal jsem pokusné měření s přesnými měřáky s více opakování a skutečně se to dá změřit.
Uživatelský avatar
frpr666
Příspěvky: 1051
Registrován: 28 pro 2009, 00:00

#4 Příspěvek od frpr666 »

Něco takového?
http://www.lem.com/docs/products/cas%20series.pdf
Dobré AN o zpracování signálu má microchip koukni zde strana 22, 23, 24:
http://www.microchip.com/stellent/groups/analog_sg/documents/devicedoc/en546110.pdf
Wolfik
Příspěvky: 1081
Registrován: 28 črc 2009, 00:00

#5 Příspěvek od Wolfik »

Odpovědět

Zpět na „Řešení problémů s různými konstrukcemi“