Lectura del sensor de temperatura RTD

Lo primero que miraría es la ondulación en el riel de voltaje. Los voltajes ruidosos son letales con un divisor de voltaje. Un sistema de medición de mayor calidad podría usar una fuente de corriente constante regulada para impulsar el RTD en lugar de un divisor de voltaje. Se puede usar un LM317 para hacer esto: enganche una resistencia entre las terminales de SALIDA y ADJ, y enganche el RTD entre ADJ y GND. El valor de la resistencia entre la salida y el ajuste establecerá la corriente que pasa por el RTD; use una resistencia precisa para estar seguro de la cantidad de corriente.

De lo contrario, intente hacer el filtrado en el hardware si es posible. Primero debes averiguar de dónde proviene el ruido para que sea efectivo. Determine qué frecuencias de ruido está viendo y luego pruebe la entrada a la etapa de ganancia, la salida y la entrada al ADC. Si hay ruido en todas partes, entonces está en la fuente, de lo contrario, se inyecta en otro lugar. Asegúrese de que todos sus circuitos integrados tengan capacitores de derivación para comenzar. Luego, asegúrese de no tener bucles a tierra largos: haga todo lo más directo (alta corriente) posible de una conexión a tierra. No conecte a tierra los encadenamientos: todo debería tener su propia conexión a tierra que no se ejecute a través de otros chips.

Si está viendo ruido en la fuente, es probable que sea su fuente de voltaje para el divisor. Para combatir esto, podría poner un capacitor en paralelo con el RTD para hacer un circuito de filtrado simple. Simplemente determine qué frecuencias de ruido está viendo y haga coincidir el condensador con la resistencia del RTD y descúbralo.

Hay algunos lugares para mirar.

En primer lugar, debe tener un filtro analógico antes de muestrear. Las mediciones de temperatura generalmente cambian lentamente, por lo que debería ser posible filtrar de manera bastante agresiva. Incluso un simple RC puede ser muy efectivo.

Considere cuánto cable tiene entre el circuito y el RTD. ¿Dónde se está ejecutando ese cable en relación con otros cables (potencialmente ruidosos)? La separación entre los cables de cableado y la reducción de la longitud del cable pueden ayudar en este caso. Al igual que el cableado de par trenzado y / o blindado de mejor calidad.

Si tiene acceso a un osciloscopio, debe intentar medir la señal de voltaje que ve en el adc. Suponiendo que haya ruido presente, la naturaleza del ruido dará una idea de de dónde viene.

Considere cómo el sensor y su circuito de uC están conectados a tierra con respecto a lo que sea que esté midiendo. Si el RTD está conectado a un objeto conectado a tierra, es posible que el ruido se esté acoplando como resultado de un bucle de tierra.

Si puede publicar más detalles del circuito que tiene, cómo está filtrando las muestras y la aplicación, debería ser posible proporcionar algunos comentarios más específicos.

Un culpable común es el acoplamiento de carga entre los canales del ADC (ignore si solo está usando 1 canal).

La mayoría de los microcontroladores con ADC multicanal tienen un multiplexor y un condensador de muestreo. El condensador de muestreo podría estar en el rango de 1-10pf. Cuando cambia de un canal a otro, ese condensador de muestreo inicialmente retiene la carga del voltaje del canal anterior. El condensador de muestreo debe cargarse arriba / abajo al voltaje en el siguiente canal y tiene una constante de tiempo que depende de la impedancia externa en la entrada del canal ADC.

Es una buena práctica usar un circuito RC directamente en las entradas del canal ADC. ( edite: si tiene un divisor de voltaje, no necesita la R; la resistencia equivalente de Thevenin actúa como una resistencia, por lo que un divisor de 10K y 1K producirá una resistencia equivalente de 909 ohmios. ) Tiendo a usar algo en el vecindario de 499 ohmios, 100-300pf. Lo que sucede es que el capacitor externo en la red RC actúa como un depósito de almacenamiento, por lo que cuando el multiplexor ADC cambia, el capacitor externo carga muy rápidamente el capacitor de muestreo. Existe una compensación entre el uso de una pequeña capacitancia (constante de tiempo rápida, pero el transitorio inicial cuando los conmutadores mux ADC es muy grande) frente a una gran capacitancia (un transitorio inicial muy pequeño en el capacitor externo cuando el mux ADC cambia, pero una constante de tiempo prolongada) y usted Puedes resolver esto tú mismo para optimizar.

Por lo general, debe hacer esto incluso si está utilizando un amplificador operacional para amortiguar el voltaje que conduce al ADC . Esto se debe a que los amplificadores operacionales no son excelentes para manejar cargas no lineales de alta frecuencia como un multiplexor + un condensador de muestreo.

Si no está amortiguando el voltaje que conduce al ADC con un amplificador operacional, tenga en cuenta que la alta resistencia de la fuente puede ser un problema. Este acoplamiento de carga causa una corriente que fluye entre un canal y el siguiente, con una corriente igual a f * C * deltaV, donde f = frecuencia de muestreo, C = capacitancia de muestreo interna y deltaV = voltaje entre canales sucesivos muestreados por el ADC. Ejemplo: deltaV < = +/- 3V, C = 5pf, f = 1000Hz produce una corriente de acoplamiento de carga de hasta +/- 15nA. Si la impedancia de su fuente es de 10K, obtendrá un voltaje de compensación de hasta +/- 150uV dependiendo de la diferencia de voltaje entre los canales. (Esto realmente solo se convierte en un problema con altas tasas de muestreo o altas impedancias de fuente)

También es posible que te encuentres con susceptibilidad EMI. Los componentes activos (como su PGA) son propensos a un fenómeno llamado rectificación de RF donde una perturbación de CA a altas frecuencias en el amplificador de entrada provoca una perturbación de CC en la salida de un amplificador. Esto es muy común en los circuitos de alta ganancia (lo verá mucho en los amplificadores de termopar) en un entorno eléctricamente ruidoso.

Si este es el problema, elimine el ruido de alta frecuencia colocando uno o más capacitores de bypass de alta frecuencia (probablemente la mejor cerámica de 1000pf-10000pf) a través de los puntos más cercanos que son entradas del circuito. (por ejemplo, si tiene un amplificador diferencial de 4 opresores de una sola operación:

luego coloque 2 condensadores en la entrada de las resistencias: de V1 a GND y de V2 a GND, es posible que necesite un 3er de V1 a V2 si hay mucho ruido diferencial, y NO a través de la opción entradas de amplificador)