ADC y calibración del sensor

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Tengo un escenario que implica medir 2 entradas: - Tensión a través de un divisor resistivo. - Corriente a través de un sensor de hall seguido de un opamp para desplazamiento, dirección y escala

En mi software, cada canal tiene su propio factor promedio. Planeo usar una técnica de calibración simple de 2 puntos (MIN / MAX) en cada canal.

El problema es un poco más complicado, ya que mi sensor utiliza un opamp que puede tener sus propios errores de compensación de ganancia. Además, el sensor en sí mismo varía con Vdd y para este efecto yo uso la medición radiométrica: el ADC y el sensor comparten el mismo Vref.

Para la medición de voltaje, uso un divisor resistivo simple que no es perfecto (la proporción medida es muy diferente de la calculada) principalmente debido a que se usan resistencias no precisas. Pero incluso cuando use el 1% habrá algunos errores que compensaré con el método de 2 puntos anterior.

La pregunta es ¿dónde debo medir / aplicar los datos de calibración?

  1. Calibrar una vez los datos de ADC sin procesar (compensación y ganancia) y usar para todos los canales

  2. Use 2 puntos separados para cada canal en rutas completas:

    • sensor de pasillo - > opamp - > adc - > promedio para este canal - > aplicar calibración
    • voltaje - > divisor - > adc - > promedio para este canal - > aplicar calibración
pregunta user1973900

2 respuestas

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Todo depende de lo que esté tratando de calcular: si está tratando de calcular los valores de RMS de CA, entonces su software calcula continuamente el valor medio de las dos señales y lo utiliza en el cálculo de RMS para eliminar esas molestas compensaciones de CC. y desplazamiento de la deriva con la temperatura.

Esto solo te deja con la calibración de ganancia y puede ser complicado si no tienes circuitos divisores de potencial altamente estables. Comenzaría seleccionando resistencias con un coeficiente de temperatura de 10 ppm / ºC. Esto se deshace de eso como una error, pero sus ADC tendrán errores de ganancia y no linealidad, y estos podrían variar con la temperatura. Cómo contrarrestar estos efectos de la temperatura podría significar que abandona su ADC actual y utiliza un mejor ADC con el rendimiento que desea / necesita.

Si desea medir los niveles de CC, entonces usaría resistencias de precisión y amplificadores operacionales mucho mejores de la variedad "deriva cero" Y diseñaría su hardware para que pueda hacer una medición "cero"; necesitará los conmutadores analógicos hacen esto y tendrás que hacerlo de forma regular.

Todo se reduce a lo que usted quiere medir y cuán preciso desea ser; ninguno de los cuales se enuncia en la pregunta.

    
respondido por el Andy aka
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Obtendrá mejores resultados al calibrar todo, por separado en cada entrada. Por lo tanto, debe almacenar 4 números en EEPROM para calibrar dos canales.

Lo realmente importante es asegurarse de que nada se sature en todas las condiciones posibles (desviación máxima del amplificador operacional, temperatura, etc.), especialmente si va a utilizar los extremos del rango de calibración (que es el forma más precisa de hacerlo). También debe aplicar controles de validez a la calibración (solo permita un porcentaje de ganancia de recorte, por ejemplo) en el software.

De lo contrario, potencialmente obtendrás enormes errores. Una cosa que he hecho en aplicaciones de instrumentación es calibrar en "Cero" y "FS" y luego verificar que el instrumento esté dentro de la tolerancia en la escala media.

Como mejora, si calibra en una escala media puede aplicar una corrección spline o cuadrática y deshacerse de los errores de no linealidad de primer orden en los circuitos, pero se aplican las mismas consideraciones. En algún momento, su calibración está limitada por el error en sus mediciones (la señal aplicada tendrá algún error y usted tiene un tiempo finito para realizar cada medición), por lo que una calibración adicional no mejorará el resultado.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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