Например TDA7294

 Форум РадиоКот • Просмотр темы - Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
Форум РадиоКот
Здесь можно немножко помяукать :)



Текущее время: Вт фев 20, 2018 03:00:47



Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


ПРЯМО СЕЙЧАС:



Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 23 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
Не в сети
 Заголовок сообщения: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 11:08:48 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Помогите пожалуйста рассчитать погрешности для вольтметра.
Возьмем к примеру контроллер atmega8.
Сделаем на нём вольтметр до 5 вольт.

Будем учитывать что плата сделана отлично+ стоят все фильтра.(приведите пример рассчета погрешности если разводка платы не как в даташите)

Приведите рассчеты для :

1. Используем встроенный АЦП измерения 8 битные,используем встроенный внутренний ИОН.
2. Используем встроенный АЦП измерения 8 битные,используем внешний источник ИОН.
3. Используем встроенный АЦП измерения 10 битные,используем встроенный внутренний ИОН.
4. Используем встроенный АЦП измерения 10 битные,используем внешний источник ИОН.

;//////////////////////////////

Как рассчитывается погрешность измерения если будем использовать на входе делитель напряжения,
к примеру нужно сделать источник от 0 до 20 вольт с использованием делителя.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 11:22:11 
Друг Кота
Аватар пользователя

Карма: 53
Зарегистрирован: Вс июл 12, 2009 20:15:29
Сообщений: 6379
Откуда: Ижевск
Рейтинг сообщения: 0
Здесь, видимо, идёт речь о цене деления, а не о погрешности.

_________________
Docendo discimus


Вернуться наверх
 Профиль WWW  
 
JLCPCB Prototype, Бесплатная доставка первого заказа + $2 на прототип ПП!

Крупнейший производитель печатных плат в Китае, 290,000+ заказчиков, 8,000+ он-лайн заказов в день.

Цена за 10 плат: $2 за 2-х слойную, $15 за 4-х слойную, $74 за 6-ти слойную.

LCSC Parts: Экономия до 50%, большой выбор компонентов в наличии, отправка заказа в день оплаты.

Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 11:24:58 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Цитата:
Здесь, видимо, идёт речь о цене деления, а не о погрешности.

Вы про шаг (для 10 бит 5/1024 =0.0048 v) ?, нееет меня интересует именно погрешность измерений.


Вернуться наверх
 Профиль  
 

Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 12:19:46 
Нашел транзистор. Понюхал.
Аватар пользователя

Карма: 1
Зарегистрирован: Пт фев 17, 2017 12:18:07
Сообщений: 180
Откуда: Ставрополь-Донское
Рейтинг сообщения: 0
да можешь считать - погрешностью последний разряд.
для уменьшения погрешности делай четыре замера.

ЗЫ. и - для вольтметров делается такой финт ушами:
поднимается напряжение питания камушка до 5.12В.
тогда получится 5.12/1024=5мВ. удобно считать.

_________________
я кузнец. я не могу ни куя. ;)


Вернуться наверх
 Профиль  
 

Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 13:40:08 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Цитата:
да можешь считать - погрешностью последний разряд.


Это все на словах, мне нужен точный расчет.

Я уже писал выше если можно привести расчет погрешностей для правильно разведенной платы,ведь емкость тоже вносит погрешность.
Тем более я сомневаюсь что последний разряд это все что нужно знать.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 14:05:30 
Друг Кота
Аватар пользователя

Карма: 53
Зарегистрирован: Вс июл 12, 2009 20:15:29
Сообщений: 6379
Откуда: Ижевск
Рейтинг сообщения: 0
Хм, sirha никак в студенты подался. Тогда штудируйте Стьюдента.
...я сомневаюсь что последний разряд это все что нужно знать.

Нужно читать даташиты. На тот же мега8 хотя бы. Там английским по белому расписана ваша погрешность.

_________________
Docendo discimus


Вернуться наверх
 Профиль WWW  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 14:34:59 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Цитата:
Тогда штудируйте Стьюдента.

:) даташит или гугль в помощь)),вроде полазил в гугле токо там все поверхностно описано,вы мол собирайте все, вот токо что оно будем вам показывать кто его мол знает нам главное знать шаг.Если смотреть в даташит то там говорится о:

Offset error (ошибка смещения ):0.5 LSB
Gain error(ошибка коэффициента преобразования): 1.5LSB
Integral Non-linearity:1LSB
Differintial Non-linearity(дифференциальная нелинейность):0.5LSB

Дак что получается все складываем и получаем суммарную ошибку : 0.5+1.5+1+0.5=3.5

отсюда относительная погрешность : для 10 бит (3.5/1024)*100=0.34%
получается что абсолютная погрешность для 5v: (0.34*5)/100=0.017v???


так что ли вычисляется погрешность измерений?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 14:51:33 
Друг Кота
Аватар пользователя

Карма: 53
Зарегистрирован: Вс июл 12, 2009 20:15:29
Сообщений: 6379
Откуда: Ижевск
Рейтинг сообщения: 0
Пусть будет так.

_________________
Docendo discimus


Вернуться наверх
 Профиль WWW  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 14:57:18 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Цитата:
Пусть будет так.

Немучайте студента,а как правильно?

Все таки я ошибся не увидел quantization error

Gain error(ошибка коэффициента преобразования): 1.5LSB
Integral Non-linearity(интегральная нелинейность):1LSB
Offset error (ошибка смещения ):0.5 LSB
Differintial Non-linearity(дифференциальная нелинейность):0.5LSB
quantization error(ошибка квантования): 0.5 LSB

Дак что получается все складываем и получаем суммарную ошибку : 1.5+1+0.5+0.5+0.5=4

отсюда относительная погрешность : для 10 бит (4/1024)*100=0.4%
получается что абсолютная погрешность для 5v: (0.4*5)/100=0.02v

Теперь бы понять с Внутреннем ИОН и Внешний ИОН,какую вносят погрешность

Может кто поправит,правильно ли считаю?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 15:37:28 
Встал на лапы

Карма: 6
Зарегистрирован: Чт ноя 06, 2014 14:09:06
Сообщений: 145
Рейтинг сообщения: 0
Теперь бы понять с Внутреннем ИОН и Внешний ИОН,какую вносят погрешность

в даташите: внутренннее опорное напряжение Vint=2.3...2.9V (2.56V typ)
Внешний ИОН: нужно смотреть документацию этого внешнего ИОН - телепатов нету.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 15:44:41 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Цитата:
в даташите: внутренннее опорное напряжение Vint=2.3...2.9V (2.56V typ)


Спс,а не подскажите верхний расчет верен?
или нужно брать как из даташита 1.75 LSB - в ADC характеристиках для 200 кгц
в итоге получим для 5 V погрешность 0.0085V.???-верно посчитал?
если я вкл внутренний ИОН,то как определить скоко макс разрядов ошибка вносится(LSB)?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 16:25:29 
Встал на лапы

Карма: 6
Зарегистрирован: Чт ноя 06, 2014 14:09:06
Сообщений: 145
Рейтинг сообщения: 0
если я вкл внутренний ИОН,то как определить скоко макс разрядов ошибка вносится?


В общем случае, если Вы используете делитель напряжения (на резисторах), то измеренное напряжение

V = ((R1 + R2) * code * Vref) / (R1 * 1024)
code - значение считанное из АЦП

Значения и погрешности всех величин известны, можно вычислить искомое значение и его погрешность.

sirha писал(а):
Немучайте студента,а как правильно?

Правильно - сначала почитать теорию. :)


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 16:37:10 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Цитата:
В общем случае, если Вы используете делитель напряжения (на резисторах), то измеренное напряжение

V = ((R1 + R2) * code * Vref) / (R1 * 1024)
code - значение считанное из АЦП


это что рассчет ошибки?,это просто разрядов скоко.

по вашей логике получается что если напряжение лежит в пределах 2.3 до 2.7 v по даташиту
то LSB с внутреннем ионом имеет очень маленькую ошибку.
Рассмотрим случай без делителя
если у нас 2.3v то шаг равен 0.0022v ADC=1
если 2.7v то шаг равен 0.0026v ADC=1

итак что же получиться что погрешность с внутреннем ионом очень маленька LSB=0.2, НЕУЖЕЛИ ЭТО ТАК?,вы привели формулу,а толком не обьяснили как посчитать погрешность с вкл внутреннего ИОН.


Цитата:
Правильно - сначала почитать теорию.


неужели так сложно поправить,смысл тогда форума?,я попрошу в этой ветке больше не флудить на тему: читай теорию ,смотри гугл,пишите по делу,если ссылаетесь на теорию указывайте точное место где указана формула для рассчета погрешности,и так кто поможет с вопросом?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 19:20:37 
Встал на лапы

Карма: 6
Зарегистрирован: Чт ноя 06, 2014 14:09:06
Сообщений: 145
Рейтинг сообщения: 0
sirha, это курсовик?

V = ((R1 + R2) * code * Vref) / (R1 * 1024)

Это значение измеряемого напряжения. Уберем делитель напряжения:
V = code * Vref / 1024.
code - это значение, считанное из АЦП
Vref - это опорное напряжение.
1024 - это константа

code - имеет погрешность, Vref так же имеет погрешность (если используется делитель напряжения на резисторах, то значение сопротивления резисторов так же имеют погрешность).

Допустим, получили code = 512, из даташита мы узнаем, что погрешность code +- 1.75
Так же в даташите видим, что (грубо) Внутренняя опора 2.6+-0.3V, т.е. измеренное напряжение

V=512*2.6V/1024=1.3V,
Насколько я помню, погрешность равна корню квадратному из суммы квадратов частных погрешностей.
тогда абсолютная погрешность в данном случае будет равна sqrt ((2.6*1.75/1024)^2 + (512*0.3/1024)^2) = 0.15V

Т.е. измеренное в этом случае напряжение равно 1.3V+-0.15V

Вас интересуют относительные погрешности, расчет аналогичен, только (насколько я помню) для вычисления частные погрешностей надо брать частные производные от натурального логарифма нашей функции (V=code*Vref/1024).


ЗЫ.
sirha писал(а):
или нужно брать как из даташита 1.75 LSB - в ADC характеристиках для 200 кгц

Есть только типичное значение (для VREF= 4V, VCC= 4V, ADC clock = 200kHz) и еще сносочка под номером 1). Вольный (мой) перевод, Эти значения только для справки. Т.е. другими словами, гарантии никакой нет. Вы можете расчитать точность своего вольтметра на основе этих данных, но опять же Ваш результат будет лишь справочным, без каких либо гарантий.


Последний раз редактировалось viiv Ср янв 31, 2018 19:35:32, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 19:33:39 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Код:
sirha, это курсовик?


Нет.
Я просто пытаюсь понять как мне сделать вольтметр от 0 до 5 вольт чтобы погрешность измерений была +-0.01 v.
Вот и пытаюсь определить примерную погрешность.
Будет ли мне достаточным например прикинуть погрешность исходя из абсолютной точности и нелинейных искажений по даташиту +- 2LSB и +-0.5 в сумме +-2.5 (написана на самой первой странице ADC даташита) это я так понял на частотах до 200 кгц .
если у меня хороший источник опорного напряжения,например внешний на 5 вольт с очень маленькой погрешностью 0.001%.
Прикинем что 1 LSB=5/1024=0,0048v
отсюда погрешность +-2.5*0.0048v=+-0.012 v

верно ли так рассуждать?

atmega8 справиться с задачей измерения 5v с погрешностью +-0.01v?


Последний раз редактировалось sirha Ср янв 31, 2018 20:04:04, всего редактировалось 2 раз(а).

Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 19:50:18 
Встал на лапы

Карма: 6
Зарегистрирован: Чт ноя 06, 2014 14:09:06
Сообщений: 145
Рейтинг сообщения: 0
Нет.
Я просто пытаюсь понять как мне сделать вольтметр от 0 до 20 вольт чтобы погрешность измерений была +-0.01 v.
Вот и пытаюсь определить примерную погрешность.


Вот с этого и надо было начинать :-)

0.01/20=0.0005, т.е. 0.05% !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
АЦП atmega8????? и уж тем более его ИОН????.

Опять же гугл в помощь (ключевые слова "Прецизионный вольтметр")

sirha писал(а):
если у меня хороший источник опорного напряжения,например внешний на 5 вольт с очень маленькой погрешностью 0.001%.

Есть кандидат такого ИОНа? У меня не складываются вместе ATMEGA8 с его АЦП на Vref которой подключен 0.001% ИОН.


Последний раз редактировалось viiv Ср янв 31, 2018 20:10:49, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 20:05:37 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Приведите пример какого нить внешнего ИОН у которого очень маленькая погрешность с цифрами самой погрешности


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 21:00:06 
Встал на лапы

Карма: 6
Зарегистрирован: Чт ноя 06, 2014 14:09:06
Сообщений: 145
Рейтинг сообщения: 0
sirha, да, можно так рассуждать. Естественно надо учитывать и погрешность ИОНа и резисторов делителя, если делитель используется.
Как складываются погрешности, я попытался объяснить. Далее желательно умные книги почитать - я мог и чуть напутать. Опять же будет еще и погрешность вычислений, но это уже немного из другой "оперы".

Еще раз повторю: Читаю даташит и вижу:
Absolute accuracy (including INL, DNL, Quantization Error, Gain, and Offset Error) VREF= 4V, VCC= 4V. ADC clock = 200kHz составляет 1.75LSB typ

Что это означает? Выпустили партию Atmega8, взяли несколько (десятков, сотен,) штук, подали на Vcc и на Vref "красивые" 4V (точные, "чистые"), запустили ADC и посмотрели, что выдает ADC. 99% укладываются в 1.75LSB - зашибись, запишем это в даташит. Конечно, очень грубо, но смысл, думаю понятен.

То, что на Вашей конкретной atmege8 вы получите эти 1.75LSB Вам никто не гарантирует. Если Вы подадите на Vref 5V, не факт, что Вы получите указанные 1.75LSB. А, сообственно, никто и не обещал. А на какой-то конкретной микросхеме, возможно, и результаты будут укладываться в эти 1.75LSB.

Можно использовать эти 1.75LSB в расчетах? Конечно можно. Других-то данных нет. Но и к результатам таких расчетов надо относиться соответственно. Если хотите написать "мой вольтметр имеет погрешность не более xxx", то и надо использовать и соответствующий АЦП, в котором все нормируется.

Цитата:
Приведите пример какого нить внешнего ИОН у которого очень маленькая погрешность с цифрами самой погрешности

Хм. Это же Вы говорите: поставим ИОН 0.001% и будет все ок. Я таких не использовал (это не значит, что их нет).

ЗЫ. Все сказанное ИМХО: студентом был давно - мог и позабыть чего-то.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Ср янв 31, 2018 21:37:11 
Мучитель микросхем
Аватар пользователя

Карма: -6
Зарегистрирован: Чт авг 18, 2011 00:12:30
Сообщений: 475
Рейтинг сообщения: 0
Подскажите а как вы определили что внутренний ИОН это 2.6+-0.3v?
неужели если я его в настройках задействую он будет так скакать ?
Это вы где в даташите нашли?,я вижу ADC Characteristic :Vint 2.3-2.7 v но это ведь указано просто напряжение внутреннего ИОНА для разных партий микроконтроллеров atmega8 скорее всего?
неужели он так будет плавать в процессе измерения на +-0.3v?
это точно то значение,нам же нужно узнать насколько он стабилен.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Не в сети
 Заголовок сообщения: Re: Рассчитываем погрешности измерений для вольтметра
СообщениеДобавлено: Чт фев 01, 2018 00:03:43 
Встал на лапы

Карма: 6
Зарегистрирован: Чт ноя 06, 2014 14:09:06
Сообщений: 145
Рейтинг сообщения: 0
Подскажите а как вы определили что внутренний ИОН это 2.6+-0.3v?
неужели если я его в настройках задействую он будет так скакать ?
Это вы где в даташите нашли?,я вижу ADC Characteristic :Vint 2.3-2.7 v

Смотрю даташит на мегу8, и вижу
Internal Voltage Reference (Vint) 2.3V min, 2.56V typ, 2.9V max


но это ведь указано просто напряжение внутреннего ИОНА для разных партий микроконтроллеров atmega8 скорее всего?
неужели он так будет плавать в процессе измерения на +-0.3v?

А у Вас есть какая либо информация по этому поводу? Или Вы собираетесь проводить исследования, как "плавает" внутряняя опора меги8? Как она зависит от температуры, питания, ...
А потом через пару месяцев купив из другой партии, все заново? А зачем? Распространенная и дешовая TL431A всяко лучше внутренней меговской опоры будет. И "плавание" опорного напряжения, в отличие от ИОН меги8, нормируется. Я уж не говорю про другие, современные ИОНы.

это точно то значение,нам же нужно узнать насколько он стабилен.
Ну так узнайте. Я не против. Но производитель меги8 ничего не говорит, что в другой конкретной меге8 будут такие же характеристики. Или я какой-то документ от (теперь уже) микрочипа пропустил?


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  Вернуться наверх
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 23 ]  На страницу 1, 2  След.



Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y