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PT100(惠斯通电桥)+ AD7705!两块同样的板,采样标准相差好大!

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出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 17:24:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
一个新的项目,2路PT100(惠斯通电桥)+ AD7705(2通道切换)!两块同样的板,采样100欧(0度)标准偏差好大!

情况描述:

1、2路 PT100测量温度范围要求0--500度
2、PT100输入端采用惠斯通电桥 经运放 输入至 AD7705  双极性模式
3、AD7705读写通信寄存器 读写设置寄存器  读数据寄存器都正常

4、2块同样的板,采样得到的AD值转换成温度值,相差很大!比如一块板3度  一块板10度!(但是2块板所采样得到的AD值 以及换算出来的温度值都一直稳定),只是2块的结果不一样!

5、标准源 是TL431,可能会成为重点怀疑对象吗???
用示波器(200mV档)看,2块板的TL431的 2.5V输出   ,感觉2块板的2.5V稍微有一点点偏差,但是不明显!
但是 因为 PT100的电阻变化范围很小,转换成电压 变化也是mV级的,1mV或者几mV 的差异 应该是很致命的! 所以正在寻求更好的标准电压源!

6、还是跟运放电路有关系?  目前用的是 ST的 LM258  , 正在寻求 一款 TI 的 试试效果!

7、还是跟AD7705的使用有关?
最关键的 是AD7705的校准 没有能了解透!
我目前用的是 自校准模式,自校准之后,需要把零刻度值(寄存器内容) 和 满量程值(寄存器内容) 读出来吗?这两值需要在算法里面使用吗?
我目前的方法是 读到的AD值,换算成电阻值,然后查表(PT100温度/电阻表)

8、目前的操作方式是:while(1){ 设置通道1时钟寄存器--设置通道1设置寄存器并自动校准--------读取通道1数据寄存器----设置通道2时钟寄存器--设置通道2设置寄存器并自动校准--------读取通道2数据寄存器;}


有用过AD7705同学 一起来探讨一下!谢谢!



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如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出0入85汤圆

发表于 2018-8-17 17:50:34 | 显示全部楼层
不上电路图还讨论毛线啊

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 17:53:33 | 显示全部楼层
TL431、另一桥臂的 100R 电阻误差都有关系  这类采集主要原件的参数不追求高精度但要求稳定性要好。 原件精度带来的误差可以通过软件校正来修正。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 18:00:00 | 显示全部楼层
marshallemon 发表于 2018-8-17 17:50
不上电路图还讨论毛线啊

稍等稍等

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 18:06:22 | 显示全部楼层
好复杂呀。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 18:07:02 | 显示全部楼层
这个是 PT100  和 AD7705的原理图(图片)    PDF 为完整的原理图 谢谢!


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出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 18:19:30 | 显示全部楼层
就一句话,楼主做校准了吗

出0入42汤圆

发表于 2018-8-17 18:28:08 | 显示全部楼层
这是一个愚蠢的设计。
这种电桥类,是应该采用内部的PGA的ADC,这种ADC有很多型号,价格很便宜,就是电子秤的ADC。
对电桥类信号ADC,可以说根本不需要专门的基准电压,直接使用桥路激励电压就可,这样就可以从理论上消除激励电压与基准电压的不同步造成的误差(可以试着从理论上计算一下,就会知道这样用的妙处,工业用的电子秤可以说全部是这样设计的),这里可以直接采用3.3V或5V供电电压,经过去耦后给桥路和ADC基准端供电。电路中所有LM258(用这个是经过大脑的吗,有计算过经过LM258后,器件失调和温漂的误差),均没有一个是必须的。
这是一个可以非常简单的设计:PT100和高精度桥路电阻组成电桥,3.3V经电感电容去耦后经桥路供电并同时作为ADC基准。ADC内部PGA对信号放大后出AD值,MCU计算出(包括非线性处理)温度,这样做造成的一致性误差已经不大。要高精度的话,还可以进行未定处理。

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 18:34:04 | 显示全部楼层
cocom 发表于 2018-8-17 18:28
这是一个愚蠢的设计。
这种电桥类,是应该采用内部的PGA的ADC,这种ADC有很多型号,价格很便宜,就是电子秤 ...

MARK........

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 18:45:35 来自手机 | 显示全部楼层
cocom 发表于 2018-8-17 18:28
这是一个愚蠢的设计。
这种电桥类,是应该采用内部的PGA的ADC,这种ADC有很多型号,价格很便宜,就是电子秤 ...

完全同意。

出0入8汤圆

发表于 2018-8-17 18:49:47 来自手机 | 显示全部楼层
貌似AD7705就是内部带PGA的

出0入8汤圆

发表于 2018-8-17 19:09:03 | 显示全部楼层
TL431做供桥电压偏差比较大吧,LM258零漂就有几mV了,换算到温度差别自然很大

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 19:18:35 | 显示全部楼层
AD7705精度还是不错的,就抗干扰能力比较差,用接触器打几下,校准数据就会跑掉。只能读出来看,发现跑掉,重新初始化。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 21:06:06 | 显示全部楼层
cocom 发表于 2018-8-17 18:28
这是一个愚蠢的设计。
这种电桥类,是应该采用内部的PGA的ADC,这种ADC有很多型号,价格很便宜,就是电子秤 ...

AD7705  是带 PGA的,我的电路是用电池供电的,电压会变化的,没有直接3.3V稳压电路。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 21:30:21 | 显示全部楼层
第一次接触到PT100这样的产品,虚心学习!现在 把LM258 去掉(直接短路),效果 也一样!

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 21:32:14 | 显示全部楼层
zhd1021 发表于 2018-8-17 18:19
就一句话,楼主做校准了吗

有 自校准操作,但 对校准的概念没有完全弄清楚。
自校准之后 需要把 零刻度值  和 满量程刻度值读出来吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 21:34:33 | 显示全部楼层
smartmeter 发表于 2018-8-17 19:18
AD7705精度还是不错的,就抗干扰能力比较差,用接触器打几下,校准数据就会跑掉。只能读出来看,发现跑掉, ...

我现在 每次读之前都先把 寄存器重新 设置一下。我读数据的频率不高,可以 几秒钟读一次

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 21:58:47 | 显示全部楼层
不一致的问题出在运放,LZ不妨在一块板子上随便换几个同批次的运放,会得到几种不同的结果
LM258根本就不适合铂电阻这种娇气的电路,放着AD7705内部的PGA不用,舍近求远
8L正解,重新打板吧。另外买一桶洗板水。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 22:11:09 | 显示全部楼层
辣条 发表于 2018-8-17 21:58
不一致的问题出在运放,LZ不妨在一块板子上随便换几个同批次的运放,会得到几种不同的结果
LM258根本就不适 ...

我现已经 把运放去掉了,直接短路。这样得到的结果,跟原来(没有去掉运行前)一样。
看来 现在 重点 考虑找另外一款基准电压,和重点检查AD7705的软件配置。谢谢你!

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 22:14:48 | 显示全部楼层
粤H广宁 发表于 2018-8-17 21:32
有 自校准操作,但 对校准的概念没有完全弄清楚。
自校准之后 需要把 零刻度值  和 满量程刻度值读出来吗 ...

不是AD芯片的内部校准,是对转换之后的数据做一下校准,用标准电阻箱对测量值进行校准

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 22:28:29 | 显示全部楼层
zhd1021 发表于 2018-8-17 22:14
不是AD芯片的内部校准,是对转换之后的数据做一下校准,用标准电阻箱对测量值进行校准
...

有的,有用标准的电阻箱做校准,但是目前的问题 是手上的几块板读到的AD值都不一致(电阻箱100欧标准源输入)。
如果 校准,则需要每一块板 逐个 逐个 做不同的校准喔!

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 22:32:44 | 显示全部楼层
粤H广宁 发表于 2018-8-17 22:28
有的,有用标准的电阻箱做校准,但是目前的问题 是手上的几块板读到的AD值都不一致(电阻箱100欧标准源输 ...

必须每个板子校准仪表,一般我们会校准两个点。校准后能做到0.1度不跳,精度也能做到0.3度左右

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 22:36:07 来自手机 | 显示全部楼层
我印象中ad7755的手册里就有参考电路了。

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 22:39:36 | 显示全部楼层
粤H广宁 发表于 2018-8-17 22:28
有的,有用标准的电阻箱做校准,但是目前的问题 是手上的几块板读到的AD值都不一致(电阻箱100欧标准源输 ...

我们用的7766

出0入85汤圆

发表于 2018-8-17 23:09:58 | 显示全部楼层
设计有几点问题,1,电桥和ADC没有共用基准,这样会导致偏差,2,358的性能真的很烂,不适合PT100这种传感器,3,前级放大可以使用,应设计为有较高的共模抑制,后面的PGA输入阻抗不够高,所以会带来精度损失,看你精度要求

出0入0汤圆

发表于 2018-8-17 23:31:41 | 显示全部楼层
1.LM258的失调电压(要用好点的运放),2.桥路电阻的误差(电阻精度要高),3.基准误差(AD基准和桥路电压同一个)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-17 23:35:14 来自手机 | 显示全部楼层
zhd1021 发表于 2018-8-17 22:32
必须每个板子校准仪表,一般我们会校准两个点。校准后能做到0.1度不跳,精度也能做到0.3度左右 ...

你好!你是校准哪两个点的V?方便把你PT100前端电路给出来一下吗?谢谢!

出0入0汤圆

发表于 2018-8-18 09:55:37 | 显示全部楼层
粤H广宁 发表于 2018-8-17 21:06
AD7705  是带 PGA的,我的电路是用电池供电的,电压会变化的,没有直接3.3V稳压电路。 ...

楼主不知道有比例法吗?电桥供电和ADC的参考电压用相同的这样就可以消除参考电压引入的误差。

出0入0汤圆

发表于 2018-8-18 10:04:14 | 显示全部楼层
用了电桥还用什么参考咯

出0入0汤圆

发表于 2018-8-18 10:40:48 | 显示全部楼层
PT100用带恒流的AD,,比例法测。

出0入0汤圆

发表于 2018-8-18 13:49:02 | 显示全部楼层
LZ把奔驰开成了拖拉机,这么好的芯片有差分参考不用,有内部PGA不用,还要外接LM258这种低档次的东西。

出0入0汤圆

发表于 2018-8-18 14:46:33 | 显示全部楼层
这么高精度的 起码要用OP07级别的运放

出1310入193汤圆

发表于 2018-8-18 15:01:08 | 显示全部楼层
单电源运放至少是用LMC6462这类吧  258这里请走开

出0入0汤圆

发表于 2018-8-19 05:53:10 | 显示全部楼层
cocom 发表于 2018-8-17 18:28
这是一个愚蠢的设计。
这种电桥类,是应该采用内部的PGA的ADC,这种ADC有很多型号,价格很便宜,就是电子秤 ...

以前玩过这个芯片,简单的说就是去掉运放。楼主的误差完全是运放造成的!

出0入0汤圆

发表于 2018-8-19 06:07:16 | 显示全部楼层
zhd1021 发表于 2018-8-17 22:32
必须每个板子校准仪表,一般我们会校准两个点。校准后能做到0.1度不跳,精度也能做到0.3度左右 ...

请问你们怎么校准的  能详细说说吗

出0入0汤圆

发表于 2018-8-19 07:17:08 来自手机 | 显示全部楼层
电阻箱标定了一下100欧,138.5欧,对应0和度,0.1度不跳,ad7694

出0入0汤圆

发表于 2018-8-20 14:46:58 | 显示全部楼层
shhludb 发表于 2018-8-19 07:17
电阻箱标定了一下100欧,138.5欧,对应0和度,0.1度不跳,ad7694

精度做到0.1度?厉害,能不能请教下前级电路怎么做的?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-21 09:30:07 | 显示全部楼层
shhludb 发表于 2018-8-19 07:17
电阻箱标定了一下100欧,138.5欧,对应0和度,0.1度不跳,ad7694

你好!能否分享一下你的硬件电路?谢谢!

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2018-8-23 14:26:23 | 显示全部楼层
听取了各位的意见+建议!
1、去掉了运放!
2、PT100电压源改为LM285-2.5
3、AD7705 基准电压改为LM285-1.2

之后。。。。问题得到解决!
测试了几块板,板与板之间  探头与探头之间的一致性 都很好!非常的接近!

谢谢!各位!

出0入85汤圆

发表于 2018-8-23 17:18:17 | 显示全部楼层
粤H广宁 发表于 2018-8-23 14:26
听取了各位的意见+建议!
1、去掉了运放!
2、PT100电压源改为LM285-2.5

一致性能做到多少?

出0入0汤圆

发表于 2018-8-28 11:34:44 | 显示全部楼层
一看到你用PT100+LM258就知道要出大事了。

出0入0汤圆

发表于 2018-8-28 11:38:30 | 显示全部楼层
有种24bitADC 带有恒流源,是专门针对pt100,手册上还有应用,你可以查一下。

出0入0汤圆

发表于 2018-8-28 14:11:33 | 显示全部楼层
粤H广宁 发表于 2018-8-23 14:26
听取了各位的意见+建议!
1、去掉了运放!
2、PT100电压源改为LM285-2.5

楼主能讲讲是如何解决的吗?看前面你说把258去掉直接短路也没解决,是不是就可以认为完全是基准源的问题?但是按理桥式电路,激励的影响应该很小才对啊。

出0入0汤圆

发表于 2018-9-1 21:10:38 | 显示全部楼层
玩模拟还是太嫩,MARK下。

出0入0汤圆

发表于 2018-10-18 22:55:23 来自手机 | 显示全部楼层
Mark2018-9-1 21:10:38 玩模拟还是太嫩,MARK下。

出0入0汤圆

发表于 2018-10-19 09:06:04 来自手机 | 显示全部楼层
主要还是运方,有差异,一般都要校准吧

出0入0汤圆

发表于 2018-10-20 00:08:30 来自手机 | 显示全部楼层
比例法不错,可以消除基准的误差

出0入0汤圆

发表于 2018-10-20 09:00:09 | 显示全部楼层
肯定是运放的原因呀,遇到过。LM258失调电压太大了,mV级的。你换一个高精度运放,例如OPA2188,失调电压uV级别。

出0入53汤圆

发表于 2019-1-3 16:51:08 | 显示全部楼层
cocom 发表于 2018-8-17 18:28
这是一个愚蠢的设计。
这种电桥类,是应该采用内部的PGA的ADC,这种ADC有很多型号,价格很便宜,就是电子秤 ...

图2 寻求批判
https://www.amobbs.com/thread-5704659-1-1.html

另外问一下3线制的pt100线电阻是在接入之前手动测量,在程序中手动设置去除的吗?

出0入4汤圆

发表于 2019-8-9 15:37:36 | 显示全部楼层
TL431的1与3脚弄反了吧? 记得是3脚输出吧.

出0入0汤圆

发表于 2019-8-9 17:32:17 | 显示全部楼层
从论坛里面无数个PT100的例子可以看到
电路拓扑很难无中生有的推导出来
唯一正确的设计就是模仿照抄

出0入0汤圆

发表于 2019-8-9 20:48:47 | 显示全部楼层
mark

这是一个愚蠢的设计。
这种电桥类,是应该采用内部的PGA的ADC,这种ADC有很多型号,价格很便宜,就是电子秤的ADC。
对电桥类信号ADC,可以说根本不需要专门的基准电压,直接使用桥路激励电压就可,这样就可以从理论上消除激励电压与基准电压的不同步造成的误差(可以试着从理论上计算一下,就会知道这样用的妙处,工业用的电子秤可以说全部是这样设计的),这里可以直接采用3.3V或5V供电电压,经过去耦后给桥路和ADC基准端供电。电路中所有LM258(用这个是经过大脑的吗,有计算过经过LM258后,器件失调和温漂的误差),均没有一个是必须的。
这是一个可以非常简单的设计:PT100和高精度桥路电阻组成电桥,3.3V经电感电容去耦后经桥路供电并同时作为ADC基准。ADC内部PGA对信号放大后出AD值,MCU计算出(包括非线性处理)温度,这样做造成的一致性误差已经不大。要高精度的话,还可以进行未定处理。

出0入0汤圆

发表于 2019-8-9 23:29:33 | 显示全部楼层
看跟帖学习中~~~

出0入0汤圆

发表于 2019-8-10 18:17:21 来自手机 | 显示全部楼层
godsend 发表于 2018-8-28 11:38
有种24bitADC 带有恒流源,是专门针对pt100,手册上还有应用,你可以查一下。 ...

1220?         

出0入0汤圆

发表于 2020-1-17 16:49:08 | 显示全部楼层
gliet_su 发表于 2018-8-18 13:49
LZ把奔驰开成了拖拉机,这么好的芯片有差分参考不用,有内部PGA不用,还要外接LM258这种低档次的东西。 ...

小白看了一天PT100的文章,PT100分为采样,选址,运放,ADC这4部分,有以下几个问题:
1.采样:不管用的是分压、惠斯通、比例法,难点都在保证供电的稳定?
2.选址:用4051需要注意些什么?
3.运放:如果用外部运放,怎样计算运算的误差?
4.ADC: 如果用的是24位的AD,是不是可以直接测量?选AD时需要注意些什么?

出0入0汤圆

发表于 2020-1-18 01:35:03 | 显示全部楼层
cocom 发表于 2018-8-17 18:28
这是一个愚蠢的设计。
这种电桥类,是应该采用内部的PGA的ADC,这种ADC有很多型号,价格很便宜,就是电子秤 ...

兄台所言极是.
TL431和258 确实有些鸡肋,不过7705是好东西,用恒流源驱动,精度还是相当好的

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