免校准高精密Pt100(≤0.05℃)方案分享

射天狼 · 发表于 2023-5-9 09:59:51

本帖最后由射天狼于 2023-5-9 10:09 编辑

先上参数吸引一波电工给你们看下去动力后面有实测数据图
采集板参数
供电：DC9-36V
分辨率：0.001℃
AD位数: 24位
精度：≤±0.05℃
电阻误差：≤±0.01Ω@100Ω
量程：-200℃~+850℃
线性度：≤±0.02%
温漂：±10ppm/℃
采样率：≤5SPS
通讯接口：RS232、RS485
协议：Modbus-RTU/自定义
板子尺寸：150*75mm
功耗：≤0.5W
隔离通讯、支持3/4线带导线补偿
板载算法无需校准、板载拨码地址设定
支持Pt1000

电阻测量方法
简单分压、电桥、电流源、比例法
分压法：优点是原理简单缺点精度差一些、非线性、无导线补偿；
电桥：优点可以导线补偿精度比分压法稍微好点缺点非线性
电流源：优点精度高、线性度高、可带导线补偿  缺点是精度取决于电流源精度和稳定度
比例法：优点精度极高、线性度极高、可带导线补偿缺点是需要AD带参考输入端

采用的是比例法
比例法的原理
比例法其实有电流比例法和电压比例法两种，电压比例法加一个模拟开关就可以做导线补偿，可以参考MAXREFDES16#不详细赘述了
采用的是电流比例法
原理可以详见TI的ADS1220手册52页9.2.2章节写的比较详细
看完原理后你会发现整个系统精度只和一个参考电阻有关也就是下面原理图的R17
AD部分原理图

电阻品牌筛选
测量仪表：DMM7510 四线制测量
先声明测量方法不一定合适另外手里电阻品牌阻值有限无法不同批次实验
测量结果只适用于参考无推销某品牌或者贬低某品牌电阻的意思
筛选后首选品牌：松下其次厚声再其次国产开步睿思
松下最贵一致性也最高
测量数据如下图

最终选用的是松下ERA3ARW202V 精度0.05% 10ppm

想要批量简易需要校准那就内部软件自动校准
校准方法有两种
1.用ADC内部自带偏移+增益校准
2.切换采集方向正负采集一次消除偏移误差
采用的是方法2  方法1也用过精度都一样

核心代码参考

实物图经常有盗图的加的水印见谅

实测数据图

lb0857 · 发表于 2023-5-9 10:04:22

精度和分辨率都是亮点，lz大牛

射天狼 · 发表于 2023-5-9 10:14:14

还有一个忘了说了就是Pt100选择
想要精度高一致性好必须要选择1/3b精度
采用的是货号32208551 的M222系列Pt100 标称精度0.1℃
已在恒温水槽下和水银温度计比对过大部分都在0.05℃以内
据说还有精度更高的产量比较低这个有坛友知道的可以说下

yaoyyie2003 · 发表于 2023-5-9 10:15:09

楼主威武。

chendaon · 发表于 2023-5-9 10:19:56

ADS1220现在是真贵啊，还哪里多没有货

射天狼 · 发表于 2023-5-9 10:26:35

chendaon 发表于 2023-5-9 10:19
ADS1220现在是真贵啊，还哪里多没有货
(引用自5楼)

ADS1220是这样之前给别人做的方案现在都停产了

AD7124也贵了一阵现在挺便宜三十多块钱

wahaha · 发表于 2023-5-9 10:53:47

模块有出售的打算吗

yanyanyan168 · 发表于 2023-5-9 11:08:37

多谢分享

cetxuch · 发表于 2023-5-9 11:30:29

多谢分享，很多细节值得学习。

射天狼 · 发表于 2023-5-9 11:32:08

wahaha 发表于 2023-5-9 10:53
模块有出售的打算吗
(引用自7楼)

坛友们不用买我可以直接发你样板+标准电阻/Pt100测试
有的图片有水印需要的话上面有我电话

d__xin · 发表于 2023-5-9 11:34:33

射天狼发表于 2023-5-9 10:26
ADS1220是这样之前给别人做的方案现在都停产了
AD7124也贵了一阵现在挺便宜三十多块钱 ...
(引用自6楼)

请教一下AD7124和ADS1256对比起来精度和稳定性怎么样？

看X宝上1256做的模块挺多的，价格也不贵。

射天狼 · 发表于 2023-5-9 11:44:38

本帖最后由射天狼于 2023-5-9 11:45 编辑

d__xin 发表于 2023-5-9 11:34
请教一下AD7124和ADS1256对比起来精度和稳定性怎么样？

看X宝上1256做的模块挺多的，价格也不贵。 ...
(引用自11楼)

单论电压采集的话两款adc都是比较经典的噪声水平相差不大应该是AD7124略微优于一点点可以参考两款手册噪声表
ADS1256采集Pt100或者RTD类传感器的话还需外置电流源才行有一定局限性

AD7124自带电流源、低功耗模式、温度传感器、偏置电压、滤波模式···，还有灵活性比较高这些要优于ADS1256

micintcnh · 发表于 2023-5-9 11:48:09

楼主威武

d__xin · 发表于 2023-5-9 11:49:43

射天狼发表于 2023-5-9 11:44
单论电压采集的话两款adc都是比较经典的噪声水平相差不大应该是AD7124略微优于一点点可以参考两款手册 ...
(引用自12楼)

学习到了，感谢

下次做应用选型又多了一颗经典器件

EMC菜鸟 · 发表于 2023-5-9 11:50:31

楼主厉害??！

ibmx311 · 发表于 2023-5-9 12:31:58

这几天也在搞adc,24位的读数用103的spi每秒钟只能读4k个左右的读数，郁闷死了，主要是我写代码能力太差，就当解闷了。

cwei · 发表于 2023-5-9 12:42:35

精度确实不错，学习了

lyping1987 · 发表于 2023-5-9 14:02:11

感谢楼主。。。这是多通道的吗？

d__xin · 发表于 2023-5-9 14:09:09

刚刚在TB上看到微芝麻科技小店在卖LZ一样的板子，不知道是不是LZ。

如果不是的话要赶快去处理。

射天狼 · 发表于 2023-5-9 14:12:19

d__xin 发表于 2023-5-9 14:09
刚刚在TB上看到微芝麻科技小店在卖LZ一样的板子，不知道是不是LZ。

如果不是的话要赶快去处理。 ...
(引用自19楼)

这都能搜索到是我的

谢谢坛友告知

射天狼 · 发表于 2023-5-9 14:13:09

ibmx311 发表于 2023-5-9 12:31
这几天也在搞adc,24位的读数用103的spi每秒钟只能读4k个左右的读数，郁闷死了，主要是我写代码能力太差，就 ...
(引用自16楼)

一步一步来
1.首先把其他上传都去掉只是spi采集adc 看看示波器时序有没有占满时间线没有的话再继续
2.单测通讯5k 10k速率上传一个累加值看看有没有出错或者能不能稳定上传没有问题再继续
3.结合起来（最好用操作系统）时间利用率比较高加上双缓存边上传边采集
如果最后一步出错给一些io翻转标志位示波器看看上传时间采集时间多久是不是稳定前两步都没问题那就优化时间基本都可以

你通讯用的串口？以太网w5500？

射天狼 · 发表于 2023-5-9 14:16:22

lyping1987 发表于 2023-5-9 14:02
感谢楼主。。。这是多通道的吗？
(引用自18楼)

嗯单通道双通道多通道都可以图片小板一个ad7124支持2个Pt100

ibmx311 · 发表于 2023-5-9 14:22:10

1256和7124都仔细对比过，综合来说我觉得1256在1000次闸门的时候表现的更好，并且超过了手册的参数。7124有低功耗的速率不过我用途不大。如果让我选肯定是1256.能把adc用好不在乎做一个恒流源，而且需要恒流源的时候往往要求也不低，倒不如自己做一个踏实。两个adc噪音都不是非常好，比1263差远了，1263随便就能出25位的分辨率

ibmx311 · 发表于 2023-5-9 14:27:53

射天狼发表于 2023-5-9 14:13
一步一步来
1.首先把其他上传都去掉只是spi采集adc 看看示波器时序有没有占满时间线没有的话再继续
2. ...
(引用自21楼)

我用于激光位移传感器测距，所以必须是串口扔出去，每秒钟至少要扔出去7500个数据，而且要有精度，起码要能有19位，103的短板是浮点数耽误了功夫。我串口速率目前是4兆跑dma所以问题不在串口上，主要是读数和计算给耽误了

TestProject · 发表于 2023-5-9 15:33:15

免校准了，是不是可以这样用：比如一千路pt100，通过继电器切换接到这个板子上实现多通道测温

lcmdw · 发表于 2023-5-9 16:06:51

谢谢分享

brother_yan · 发表于 2023-5-9 16:33:11

测10分钟标准电阻，然后画一个统计图看看不确定度

jqfsjt · 发表于 2023-5-9 16:38:07

谢谢分享！膜拜大牛！

bbbbbv · 发表于 2023-5-9 17:55:28

谢谢分享

射天狼 · 发表于 2023-5-9 20:17:00

brother_yan 发表于 2023-5-9 16:33
测10分钟标准电阻，然后画一个统计图看看不确定度
(引用自27楼)

没问题一会安排

射天狼 · 发表于 2023-5-9 22:20:37

brother_yan 发表于 2023-5-9 16:33
测10分钟标准电阻，然后画一个统计图看看不确定度
(引用自27楼)

统计直方图不太会弄
先放个波形图十五分钟左右的数据
附件是原始数据我也加上有会处理的可以处理下贴上来

RX70 0.01% 100Ω实测15分钟数据

redroof · 发表于 2023-5-9 22:44:52

射天狼发表于 2023-5-9 22:20
统计直方图不太会弄
先放个波形图十五分钟左右的数据
附件是原始数据我也加上有会处理的可以处理下贴 ...
(引用自31楼)

跳动大约十万分之一，已经不错了，我以前用ADS1220差不多也是这个数，基本上就是常见的24位AD芯片的极限了，17bit的有效数字。
当然ADS1256号称能做到最低速23位有效，我没实际测过。因为1220这个数已经足够好了。

brother_yan · 发表于 2023-5-9 23:12:08

射天狼发表于 2023-5-9 22:20
统计直方图不太会弄
先放个波形图十五分钟左右的数据
附件是原始数据我也加上有会处理的可以处理下贴 ...
(引用自31楼)

看着不错！

ibmx311 · 发表于 2023-5-10 04:36:04

redroof 发表于 2023-5-9 22:44
跳动大约十万分之一，已经不错了，我以前用ADS1220差不多也是这个数，基本上就是常见的24位AD芯片的极限 ...
(引用自32楼)

23位在50赫兹下就可以轻松实现了，我采2000次的时候已经有19位了，很少有跳动。刚刚在7500次的时候测试17.5位是没一点问题的。主要是前端一定要做一个全差分的

liyz009 · 发表于 2023-5-10 08:40:26

楼主这个可以用在NTC的检测吗

射天狼 · 发表于 2023-5-10 09:05:14

liyz009 发表于 2023-5-10 08:40
楼主这个可以用在NTC的检测吗
(引用自35楼)

可以的电阻类传感器基本都可以(电阻别太大的夸张就行比如大于几十M欧的那种) 不同阻值匹配不同参考电阻就行原理都一样

ycwjl728 · 发表于 2023-5-10 09:24:53

MARK！

一直用31865的路过。。。

onece · 发表于 2023-5-10 10:40:24

刚开始搞测温,第一次用PT100,请问3线PT100能用吗?

射天狼 · 发表于 2023-5-10 10:51:01

onece 发表于 2023-5-10 10:40
刚开始搞测温,第一次用PT100,请问3线PT100能用吗?
(引用自38楼)

可以三线pt100带导线补偿

redroof · 发表于 2023-5-10 10:56:08

ibmx311 发表于 2023-5-10 04:36
23位在50赫兹下就可以轻松实现了，我采2000次的时候已经有19位了，很少有跳动。刚刚在7500次的时候测试17 ...
(引用自34楼)

用的哪种芯片？是1256吗？
反正1220是肯定没这么好的，我当初测1220的时候已经测到跟厂家datasheet里的标称值差不多了，这应该已经到芯片的极限了，再也没法更好了。。

ibmx311 · 发表于 2023-5-10 10:56:43

本帖最后由 ibmx311 于 2023-5-10 11:01 编辑

redroof 发表于 2023-5-10 10:56
用的哪种芯片？是1256吗？
反正1220是肯定没这么好的，我当初测1220的时候已经测到跟厂家datasheet里的标 ...
(引用自40楼)

ads1256
别人是帝国主义国家，写参数留点余量是肯定的。即便是不做隔离不上铸铁壳子也基本能达到指标的。但铸铁壳子还是极端关键的，不然不防磁增加了好多噪音，高速度的单片机离近了也干扰，主要集中在50赫兹以下

redroof · 发表于 2023-5-10 10:59:41

射天狼发表于 2023-5-10 09:05
可以的电阻类传感器基本都可以(电阻别太大的夸张就行比如大于几十M欧的那种) 不同阻值匹配不同参考电 ...
(引用自36楼)

测大电阻要注意AD自己输入端的电流，以及基准输入端的电流。
测pt100这些电流几乎可以忽略，但是测大电阻的时候不行

duxingkei · 发表于 2023-5-10 11:08:35

学习到新姿势了，之前只知道普通分压NTC测温，没考虑过这么精密的设备级别的方案

honami520 · 发表于 2023-5-10 11:12:49

楼主不错，谢谢分享资料。虽然成本挺高的，但是哪天如果客户要精度不在乎成本的时候，这个方案就很厉害了。

射天狼 · 发表于 2023-5-10 11:22:17

ADS1256手册噪声分辨率指标确实是要高于AD7124
之前用过ADS1256 只不过后来价格太贵没详细测过这些参数
现在价格下来了有时间我也测试下试试

redroof · 发表于 2023-5-10 11:44:14

本帖最后由 redroof 于 2023-5-10 11:57 编辑

射天狼发表于 2023-5-10 11:22
ADS1256手册噪声分辨率指标确实是要高于AD7124
之前用过ADS1256 只不过后来价格太贵没详细测过这些参数
现 ...
(引用自45楼)

我们通常说的分辨率是标称值里面的NoiseFree，也就是你测到的一大堆结果里面最大的和最小的之间的差值。这是最直观的指标。
ADS1220标称最慢速度下的NoiseFree分辨率是18bit，2的18次方是26万。然后我之前做的实测跳动是万分之0.05，也就是1/20万，基本上跟标称值对得上了。
要注意ADS1220最慢速度就是20次每秒，并且是单次稳定的。对比AD7124-4的手册，ZeroLatency模式20 SPS的那一行，NoiseFree分辨率是20bit
ADS1256同样情况下，SPS只有15和25，没有20，15的时候是22bit，25是21.7bit
所以只比较噪声的话，ADS1256比AD7124要好4倍，AD7124比ADS1220又要好4倍。

但是ADS1220的20SPS采样率是自带50和60HZ的市电滤波器的，而且50和60HZ可以同时抑制。并且它的输入端在不开buffer但是开PGA的情况下仍然可以对地输入，也就是它的PGA是专门设计为可以对地的。这样我可以用同一个前端来做全部类型的模拟量输入，包括电压，电流，NTC，PT100，热电耦。所以我选了他。
反正18位已经好到完全足够了，再也没必要更好了

ibmx311 · 发表于 2023-5-10 12:32:41

这几年一直在搬铁，很忌讳提及精度二字，因为精度实际上是机加工的命，adc也是如此，做adc就不能不谈及精度二字。但精度和速度是直接相关的，有精度的设备速度一般都不低。比如3458A，4位半的时候闸门可以有10万，5位半有5万，6位半有6000，7位半有60，8位半有6他这种速度基本上和多次积分的结构有关在爬第一次坡的时候10us就完成了，第二次是20us,如此类推。并且3458A的积分速度可以编程。这种多斜方案很高级不像7135那么简易。但我们用的这类adc更简易，评估一个adc的重点我认为还是速度，几次几十次的闸门我感觉和加起来再平均没什么区别，我试过取2000个数值再平均也可以看起来不错，但意义不大。这些年发现实用闸门都要1000次以上，不然交流信号怎么搞呢。就像3458A这种设备交流的读数也仅仅能到50和直流比差好多。但买3458A的人大多都是冲着交流去的，起码我们是这样，直流信号有什么好测的呢。

redroof · 发表于 2023-5-10 13:09:07

本帖最后由 redroof 于 2023-5-10 13:11 编辑

ibmx311 发表于 2023-5-10 12:32
这几年一直在搬铁，很忌讳提及精度二字，因为精度实际上是机加工的命，adc也是如此，做adc就不能不谈及精度 ...
(引用自47楼)

问题就是，速度和分辨率是矛盾的啊。我只看noisefree 的参数，不看enob。因为我都是多通道应用，采一下就要换通道了，enob的参数是要你自己采多次平均才能得到的。采单次能稳定的数据位数就是noisefree参数。
上面有人发了1256的规格书，我没记错，标称的最慢速度下的noise free分辨率恰好是23位。你说高速下也有23位肯定是采了多次自己计算的。原则上你可以采非常多的数据来自己计算得到更高的分辨率，但这不应该算数。除非你把采这一大堆数据的整个时间全算进去，才是你实际的采样率。这样的采样率就慢到没意义了。

ibmx311 · 发表于 2023-5-10 13:30:25

redroof 发表于 2023-5-10 13:09
问题就是，速度和分辨率是矛盾的啊。我只看noisefree 的参数，不看enob。因为我都是多通道应用，采一下就 ...
(引用自48楼)

1256,我基本在50次的闸门就可以实现23位，自己没再平均。换通道是要浪费时间的，我没玩多个通道。只要基准过关，前端过关。一下就可以，不要去平均，我比较讨厌这种做法。幸好我都是在2000赫兹以上的应用没怎么关心低速的时候。其实噪音和基准关系很大，基准一定要过关，否则啥也不好用。1263的内置基准也不好，我用1263的时候也是外挂的基准。

redroof · 发表于 2023-5-10 14:12:07

本帖最后由 redroof 于 2023-5-10 14:25 编辑

ibmx311 发表于 2023-5-10 13:30
1256,我基本在50次的闸门就可以实现23位，自己没再平均。换通道是要浪费时间的，我没玩多个通道。只要基 ...
(引用自49楼)

你是说一秒钟50次的采样率，你采到的数字之间的峰峰值跳动就能达到23位分辨率？
这个AD名义上24位实际除掉符号位就是23位啊，你能见到23位稳定，也就是读到的每个数都得是完全不变的。
我不认为你每秒钟采50次能得到23位不变的数字，这不符合厂家的datasheet

不然的话，你的分辨率位数是怎么定义的？

其实我不知道厂家标称的ENOB究竟该怎么测到

。不要说是测峰峰值再除以6.6啊，那是理论计算，不是真的测。

我评判AD分辨率的办法就是对一个稳定的输入反复采样很多次，存下每一次的结果，然后看这些结果之间的跳动量，也就是最大值减最小值。基本上跟楼主上面的做法一样。
这样测到数据里面不会跳动的位数，也就是厂家datasheet里面定义的Peak-to-Peak分辨率或者说NoiseFree分辨率。

ibmx311 · 发表于 2023-5-10 16:23:27

redroof 发表于 2023-5-10 14:12
你是说一秒钟50次的采样率，你采到的数字之间的峰峰值跳动就能达到23位分辨率？
这个AD名义上24位实际除 ...
(引用自50楼)

我也心虚了。比如我说用50赫兹的闸门测到±3.999999行不行。但这样不得不说1256的致命问题了，那就是线性度有问题，所以我有一个巨大容量的腐赖湿给它做矫正。这玩意只要超过3伏就必须校准，而且即便是在2.8以内也经常出现某个区间不准。但如果不考虑线性度，说一下就测到23位不跳我认为已经是做到了。

redroof · 发表于 2023-5-10 19:14:14

本帖最后由 redroof 于 2023-5-10 19:23 编辑

ibmx311 发表于 2023-5-10 16:23
我也心虚了。比如我说用50赫兹的闸门测到±3.999999行不行。但这样不得不说1256的致命问题了，那就是线性 ...
(引用自51楼)

如何定义"测到某个数"？
比如我的AD只有10位，但是很稳，结果从来不跳，读到AD值888，一动也不动。这个数对应测量值8.88，那我能说我测到了8.880000吗？？
正常来说肯定不行。
所以我问你用每秒50次的采样率读到了一大堆数字，如何能说结果有23位？除非这一秒钟内的50个数都是23位完全一样才行。
按ADS1256的手册里的参数来看，这是办不到的。上面那个手册明确写了50sps的noise free分辨率只有21位。
如果你每秒用50个AD结果输出一个计算结果，那么你对外的SPS就是1次每秒。这个结果稳定在23位我肯定相信。
楼主上面给岀的那一长条数据曲线就是很典型的测量结果。你会看到每个数据点都是不同的。我数了一下跳动范围，换算结果就是不跳的有17位左右。
以前我自己测1220也是一样的测法。只有这是可测的。rms噪声也就是enob我真不知道怎么测，我把它理解为一个为了好看而发明的计算指标。
至于线性，又是另外的话题了。

ibmx311 · 发表于 2023-5-10 19:58:35

redroof 发表于 2023-5-10 19:14
如何定义"测到某个数"？
比如我的AD只有10位，但是很稳，结果从来不跳，读到AD值888，一动也不动。这个数 ...
(引用自52楼)

源表给个电压，然后测算吗

redroof · 发表于 2023-5-10 20:14:55

本帖最后由 redroof 于 2023-5-10 20:18 编辑

ibmx311 发表于 2023-5-10 19:58
源表给个电压，然后测算吗
(引用自53楼)

当然算啊。
但普通人的源表的稳定度根本不可能达到20位以上。
我测电阻的时候就跟楼主一样，用万分之一电阻当被测对象，测电压是用自己做的一个参考源当被测对象，也用过5号电池。
我说测到20万分之一的分辨率就是用电阻测到的，如果测电压根本达不到，用电池测也不行。
我不知道你做的东西是测什么的，反正常见的被测对象最终不是变成电阻就是变成电压呗。
反正测的又快又准是非常难的，每秒50次的采样率和采到的每个数据都有23位的稳定度这两者不可能同时满足。

ibmx311 · 发表于 2023-5-10 21:12:00

redroof 发表于 2023-5-10 20:14
当然算啊。
但普通人的源表的稳定度根本不可能达到20位以上。
我测电阻的时候就跟楼主一样，用万分之一电 ...
(引用自54楼)

回头搞个视频给你看

redroof · 发表于 2023-5-10 22:18:28

ibmx311 发表于 2023-5-10 21:12
回头搞个视频给你看
(引用自55楼)

我猜测，你应该是用的每秒50采样率，然后采到的数据经过计算，最终输出的数据做到了23bit不跳动。
但是讨论AD参数的时候并不能说你这个AD在50采样率的情况下每个数据都有23位稳定。说AD做到了多少位稳定都是指从AD直接拿到的数据就有这个稳定度。
TI的datasheet应该是可信的，他们不可能明明做到了更好的稳定度但故意少说两位的。只可能是你用的位数指标和我们大多数人用的不是同一个指标。

N_EMBED · 发表于 2023-5-10 22:31:34

redroof 发表于 2023-5-10 19:14
如何定义"测到某个数"？
比如我的AD只有10位，但是很稳，结果从来不跳，读到AD值888，一动也不动。这个数 ...
(引用自52楼)

刚看了一篇文章，ENOB的测试方法在IEEE Std 1241-2010的9.2~9.4节有详细介绍。
对于高分辨率ADC，关注实际能做到多少位，但是大部分情况下不具备搭建IEEE1421中正弦波测试环境的条件，测试有效位数ENOB。通常使用测量DC电压的方式，统计输出数据不跳动的位数，检查ADC的无噪声分辨率NFR。需要区分无噪声分辨率NFR，不等同于手册中的有效位数ENOB。NFR是测量直流或低频信号时，所关注的不跳动位数，而ENOB是测量交流动态信号关注的有效位数。

【通过ENOB估算NFR】根据参考资料[5]，针对交流输入信号的ENOB，与直流低频信号的无噪声分辨率NFR，有如下的换算关系：

ENOB = NFR+0.92

对于直流低频信号，ADC的ENOB约比NFR大1位（0.92位）。
以上内容来源：https://mp.weixin.qq.com/s/8OiolvZY9o-VpKRtnIzwoQ

bad_fpga · 发表于 2023-5-10 22:37:49

楼主大牛，看过楼主做的几个项目都很好，借贴请教一下，做应变传感器的采集，需要高精度，速度要求不快，怎么能做到线性度很好？我之前用差分放大，进入24位adc，发现线性不太好，一直没找到原因。不知道这种电路一般是怎么设计的

ibmx311 · 发表于 2023-5-11 00:00:15

redroof 发表于 2023-5-10 22:18
我猜测，你应该是用的每秒50采样率，然后采到的数据经过计算，最终输出的数据做到了23bit不跳动。
但是讨 ...
(引用自56楼)

告诉你一下就可以，不会动了，还要怎么解释啊

ibmx311 · 发表于 2023-5-11 00:17:02

这里面对数据纹丝不动的理解有误区，真正的纹丝不动很难，关键是噪音，就连差一点的基准不稳也是噪音。既然是噪音就是没法预料到的，50赫兹只是我们能预料到的，热噪大概能预料到一个值也是反复实验得到的，还有好多噪声是不能预料到的。比如单片机的辐射比如晶体振荡器产生的散射等。如果在5位半的时候，啥事都没有。但到了更高的分辨率非要说纹丝不动是不太现实的，要做到6位半纹丝不动代价是很大的，成本根本就不在电路板上。看34401的数据输出，速度很快一水的7位半读数跳的很厉害，34401的问题是爬第三次坡有点时间上不准，而且最后的比较器有点简易了。但再有瑕疵也比我们这些买一个芯片做电压表要强多了。我们不管是买1256还是7177都注定不会做出来能卖钱的设备，除非测量电压是辅助装备。

射天狼 · 发表于 2023-5-11 09:13:08

这是一篇积极向上的帖子

开始讨论较为底层的东西了
相信很多坛友们有些之前也不关注或者说不是太在意

ibmx311和redroof两位提到的一些参数和技术指标看到后有的去百度下了解下肯定没坏处可以学到些东西

我记得之前有客户给我描述的时候提到可以分辨到多少w字那会我也不知道还有这样表示的

虽然叫法不太标准但是要是让大部分理解起来还是很方便的毕竟很多人都不会去扣那些LSB、有效位、ENOB、分辨率、INL、DNL··这些概念

我的理解哈也可能不太对
从数据里看大概跳动或者说可以分辨到0.001Ω 满量程的话是2000Ω 我也测试过2000Ω也是这个跳动
那也就是用咱们“土话”说这个设备可以分辨到 200W字并且是±2000Ω双向可测那也就是400W字 2^22=4194304 大约将不到22位的分辨能力
只能说这个设备能够分辨到大约22位实际要略低于这个位数

至于多少有效位、ENOB···· 可能大部分人不关注这些想了解的可以参考下面ADI的两篇文章

ADC输入噪声面面观MT-004_cn.pdf

了解SINAD、ENOB、SNR、THDMT-003_cn.pdf

redroof · 发表于 2023-5-11 09:15:42

N_EMBED 发表于 2023-5-10 22:31
刚看了一篇文章，ENOB的测试方法在IEEE Std 1241-2010的9.2~9.4节有详细介绍。
对于高分辨率ADC，关注实 ...
(引用自57楼)

按TI和ADI的芯片手册里面的算法，enob和noise free之间的差别就是6.6倍或者按位数算是2.7位。
noise free参数很好测，看跳动量就好，很直观，也符合大多数人的理解。你说能稳定在多少，那就是在这个范围内不跳，也就是跳动的最大值小于这个就行了。

redroof · 发表于 2023-5-11 09:19:14

射天狼发表于 2023-5-11 09:13
这是一篇积极向上的帖子开始讨论较为底层的东西了
相信很多坛友们有些之前也不关注或者说不是太在 ...
(引用自61楼)

分辨率总是按满量程算的。你应该拿个接近满量程的阻值来测。
另外，你用的多少采样率？这种AD的采样率和分辨率都是相关的。

射天狼 · 发表于 2023-5-11 09:28:06

本帖最后由射天狼于 2023-5-11 09:29 编辑

redroof 发表于 2023-5-11 09:19
分辨率总是按满量程算的。你应该拿个接近满量程的阻值来测。
另外，你用的多少采样率？这种AD的采样率和 ...
(引用自63楼)

嗯满量程阻值2k 2000Ω试过了跳动基本和100Ω一样漂移大一点点时间久了差不多到0.01~0.02Ω
不过漂移大概率是因为电阻温漂室内环境测试的毕竟已经到后面那么多位数10ppm的变化个1℃ 都不止那些测试环境达不到

采样率的话开的后置滤波器25SPS 8个点平均你可以认为是3SPS左右下达到的这个参数指标
没去掉滤波测试有时间也试下

redroof · 发表于 2023-5-11 09:42:14

射天狼发表于 2023-5-11 09:28
嗯满量程阻值2k 2000Ω试过了跳动基本和100Ω一样漂移大一点点时间久了差不多到0.01~0.02Ω
不过漂移 ...
(引用自64楼)

测2000欧的短期跳动也只有0.001欧以内？
那就是真的21位了。
漂移如果怀疑是室温原因，可以拿几层气泡袋或者海棉之类的把板子和被测电阻装进去，这样可以保温。我以前就是拿气泡袋包住板子来测的，不然连18位都做不到。对着板子吹风就能看到数据在变

射天狼 · 发表于 2023-5-11 09:46:01

redroof 发表于 2023-5-11 09:42
测2000欧的短期跳动也只有0.001欧以内？
那就是真的21位了。
漂移如果怀疑是室温原因，可以拿几层气泡袋 ...
(引用自65楼)

倒不是跳动0.001以内和测量100Ω那个波形差不多跳动0.002~0.003Ω左右

redroof · 发表于 2023-5-11 09:51:50

本帖最后由 redroof 于 2023-5-11 10:00 编辑

射天狼发表于 2023-5-11 09:46
倒不是跳动0.001以内和测量100Ω那个波形差不多跳动0.002~0.003Ω左右
(引用自66楼)

波形肯定是那样啊，随机噪声叠在被测信号上就是那样的。
所以如果你把速度变慢，也就是把内部滤波次数变多，那么就可能把更多的小尖峰给平均下去，这样输岀的跳动量就减小了。让AD自己把采样率降低，效果也差不多。反正都是精度和速度对换。所以你要说自己的分辨率，同时必须说采样率，不然没意义。
2000跳动0.002到0.003，也有19位了，够了。其实只对付pt100的话，量程有400欧就够了，pt100实际最大阻值是300多欧，再给导线留几十欧足够了。这样可以更好的利用AD量程。
当然目前这个分辨率已经足够了，对你能买到的所有pt100都足够了。不如把量程做高一点顺便能对付pt1000

射天狼 · 发表于 2023-5-11 09:52:01

redroof 发表于 2023-5-11 09:42
测2000欧的短期跳动也只有0.001欧以内？
那就是真的21位了。
漂移如果怀疑是室温原因，可以拿几层气泡袋 ...
(引用自65楼)

不去那么试了大不了的话再保守些跳动降为0.004 分辨的字上面再降一下100W字 20位就行完全足够绝大部分场合用了

因为就算到那个0.001Ω等级了也只是实验室环境或者说实际应用意义不是很大
像我们买的七位半的表DMM7510 用起来和六位半没区别七位半最后面那位目前对我们来说就算个随机值短路都根本稳定不了

射天狼 · 发表于 2023-5-11 10:00:23

本帖最后由射天狼于 2023-5-11 10:04 编辑

redroof 发表于 2023-5-11 09:51
波形肯定是那样啊，随机噪声叠在被测信号上就是那样的。
所以如果你把速度变慢，也就是把内部滤波次数变 ...
(引用自67楼)

前段时间做的仪表用八位半的表来验证的实际八位半的表短路后面两位也是一直跳动的
当然了可能是实验环境达不到导致的
所以实际用的时候也没有调到八位半的模式并且八位半模式下记得是十多秒才能显示一个数值···

redroof · 发表于 2023-5-11 10:31:32

本帖最后由 redroof 于 2023-5-11 11:21 编辑

射天狼发表于 2023-5-11 09:52
不去那么试了大不了的话再保守些跳动降为0.004 分辨的字上面再降一下100W字 20位就行完全足够绝大部 ...
(引用自68楼)

其实我之前测完ADS1220以后，那个产品并没有量产，而是量产了一个用MCP3421做的

因为最终发现对普通人（除了校准实验室）来说，做到18位已经严重过剩了，我是多通道的，需要一大堆模拟开关来切换恒流源，板子面积小不了。
最终为了板子面积和价钱，用了只能稳在16位的MCP3421，然后也取消了恒流源，对PT100使用简单的分压法，参考电阻是个万分之一的电阻。实际证明好几年以来没有任何人嫌我们的模拟量精度不够。。。
（MCP3421只有测PT100的时候使用18位模式，每秒钟3次左右，稳在16位左右，实际输出的温度稳在0.1度，做其它类型的时候都是16位模式，实际15位有效，真的可以稳在15位！）

如果将来需要做多通道的PT100，我还会回到使用ADS1220的。每秒20个读数，单周期稳定，啥也不做就能稳在差不多18位，对多通道的用途真的很友好

你的AD7124看起来选项超多，我也不知道多通道状态下究竟该用哪种配置。。。

czz20180914 · 发表于 2023-5-11 11:58:01

今年有个项目正要做压力测量和温度测量，先学习楼主的这个工程案例，如果不懂处到时向楼主请教，十分感谢

ibmx311 · 发表于 2023-5-11 12:01:48

redroof 发表于 2023-5-11 10:31
其实我之前测完ADS1220以后，那个产品并没有量产，而是量产了一个用MCP3421做的
因为最终发现 ...
(引用自70楼)

不应有这种思想，其实地球很大，没必要守着国内的市场，国内干产品太无奈了，没道理可讲，凡是讲道理都行不通。你面对海外市场也许心态就变了

redroof · 发表于 2023-5-11 13:42:02

ibmx311 发表于 2023-5-11 12:01
不应有这种思想，其实地球很大，没必要守着国内的市场，国内干产品太无奈了，没道理可讲，凡是讲道理都行 ...
(引用自72楼)

精度高到一定程度就够了，比如测温的我就认为不靠作假能实打实的稳在0.1度就完全够了。如果楼主有多通道的工业级成品卖，我有需要了可以直接买更好。我们需要多通道测温的量太少了，不值得自己做。现在自带的只有两路(3421的18位模式很慢)，要更多通道的都让人买额外的测温模块。。。

ibmx311 · 发表于 2023-5-11 14:04:12

redroof 发表于 2023-5-11 13:42
精度高到一定程度就够了，比如测温的我就认为不靠作假能实打实的稳在0.1度就完全够了。如果楼主有多通道 ...
(引用自73楼)

有一定道理，我做温控还没做到过0.3度

redroof · 发表于 2023-5-11 14:50:58

ibmx311 发表于 2023-5-11 14:04
有一定道理，我做温控还没做到过0.3度
(引用自74楼)

实际控温的精度和采样温度的精度肯定不一样啊。
控温精度肯定要低于采样精度，因为你得先看到温度的变化，才能执行控制。如果采样是稳在0.1度，那么你控温能做到0.3已经不错了～
想控温到0.1度，采样精度至少是0.03或者更好。

ccc228 · 发表于 2023-5-11 18:30:32

膜拜，向大佬们学习。

lyping1987 · 发表于 2023-5-25 18:05:19

直接买模块用。。

楼主搞了一个0.01%的电阻

射天狼 · 发表于 2023-5-25 18:10:49

lyping1987 发表于 2023-5-25 18:05
直接买模块用。。

楼主搞了一个0.01%的电阻
(引用自77楼)

哈哈客气了 ERA3ARW202V松下的一多半都可以到0.01% 10ppm以内就是货期久价格高点

ddcour · 发表于 2023-5-25 22:42:51

看楼主位第1张图没明白，一路电流源，怎么接多路pt100?

射天狼 · 发表于 2023-5-26 08:54:21

ddcour 发表于 2023-5-25 22:42
看楼主位第1张图没明白，一路电流源，怎么接多路pt100?
(引用自79楼)

一个ad7124-4可以接2个Pt100 AD7124-8也就是4个Pt100
这款芯片电流输出可以切换到任何一个AIN口上

chaqs3 · 发表于 2023-6-26 10:27:12

其他的都调通了，采集PT100，增益设置为16，用精度0.01%的金属箔电阻测试，虽然读数很稳定，但是偏移太大了，100R读出来99.8R，想校准，但是发现校准后就没办法正常读取数据了

ibmx311 · 发表于 2023-6-26 10:53:20

PT100 自身的性能也很重要

chaqs3 · 发表于 2023-6-27 16:47:16

ibmx311 发表于 2023-6-26 10:53
PT100 自身的性能也很重要
(引用自82楼)

用的塑封金属箔电阻进行测试的，后来AD7124的GAIN设置成1，读取数值就是100.03R了，对温度分辨率要求比较高，后一位还是会有抖动，大概0.001R这样，虽然看着还行，但是换算成温度抖动就比较大了，差不多是0.003C，实际使用还是不行，最后换了个思路，反正测试是0-50C，PT100换PT1000了，也不用操心校准这块东西了，AD7124 GAIN=1时默认出厂校准了

gloryglory · 发表于 2023-6-27 23:19:19

楼主威武，学习

射天狼 · 发表于 2023-6-28 09:48:27

chaqs3 发表于 2023-6-27 16:47
用的塑封金属箔电阻进行测试的，后来AD7124的GAIN设置成1，读取数值就是100.03R了，对温度分辨率要求比较 ...
(引用自83楼)

不错已经做的很可以了基本满足大部分使用场合了

石公山 · 发表于 2023-12-13 21:54:09

谢谢分享，厉害！
请问图一里AD7124没有用到的引脚都是悬空吗？

射天狼 · 发表于 2023-12-14 16:14:06

石公山发表于 2023-12-13 21:54
谢谢分享，厉害！
请问图一里AD7124没有用到的引脚都是悬空吗？
(引用自86楼)

未用到可悬空

石公山 · 发表于 2023-12-14 16:21:47

射天狼发表于 2023-12-14 16:14
未用到可悬空
(引用自87楼)

明白了，谢谢！

bbbbbv · 发表于 2023-12-14 17:12:46

谢谢分享

moouse · 发表于 2023-12-15 09:38:07

正好看看，学习一下

免校准高精密Pt100(≤0.05℃)方案分享

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阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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