Токовый вход 4..20. Погрешность.

[tapatapa]

Здравствуйте.

Есть токовый вход сделанный на основе схемы http://www.pro-radio.ru/controllers/11286/.
Итоговая схема получилась следующей:


Столкнулись с проблемой - плавает показание на +-0.1мА.
Т.е. подаём на вход 19мА,а получаем разброс 18.9..19.1мА.

Установили, что это, по большей части, связано с опорным напряжением выдаваемым микросхемой MCP1541. Взяли для проверки шесть штук MCP1541 и поочередно запаяли в нашу схему. Получили на выходе значения 4.091, 4.099, 4.087 и т.д. У каждой микросхемы получается разный выход. В даташите заявлено - выходное напряжение 4.096, погрешность 1%.

В прошивке мы заложились на конкретную величину опорного напряжения(4.096), но так как оно каждый раз новое, то получается погрешность.

Вопросы следующие:
1) Как можно уменьшить влияние разброса величины опорного напряжения?
2) Что можно переделать в схеме, для уменьшения погрешности?
3) Нужно ли как-то калибровать каждый вход у каждого устройства? Т.е. закладываться программно?

Писал со стороны программиста:)

Спасибо.

[Николай_С]

В даташите заявлено - выходное напряжение 4.096, погрешность 1%.

Если Вас такая погрешность устраивает, то можно ничего не делать.
Если нет - выходов м.б. несколько:
- программная калибровка под каждый экземпляр MCP1541. Годится только в том случае, если по остальным параметрам эта ИМС Вас полностью устраивает.
- замена MCP1541 на другой источник опорного напряжения с более стабильными параметрами и меньшим разбросом по номиналу.
- применение калибруемого источника опорного напряжения. Возможна автоматическая подстройка во время измерений.

Выбирайте исходя из требований на величину погрешности измерения выходного тока, сложности реализации и эксплуатационных характеристик.

[tapatapa]

Николай_С, Спасибо.

Предположим мы заложили в прошивку величину текущего опорного напряжения, т.о. погрешность вызванная отклонением напряжения ИОН от завяленной(4.096) убирается.
В нашем случае, получаем погрешность -+0.02мА.

Значит существует другой источник(-и) погрешности в аппаратной части.
В связи с чем следующий вопрос - есть ли какие-то известные пути повышения точности, путём изменений в аппаратной части?

[hrpankov]

....погрешность Вашего чипчика = 0,22021042329336921947638854906%.... чо еще хотеть непонимать???...

[tapatapa]

hrpankov, скажите пожалуйста - как Вы получили(рассчитали) эту погрешность?

[Vovk_Z]

Значит существует другой источник(-и) погрешности в аппаратной части.
В связи с чем следующий вопрос - есть ли какие-то известные пути повышения точности, путём изменений в аппаратной части?

Начальную точность самого опорника можно повысить параллельным соединением нескольких.
Последующая точность (стабильность) термостабилизацией.
Но, это все общие слова.
Тут, на этом же форуме, есть очень хорошие пара тем по точным измерениям, почитайте там, пересказывать смысла нет.

[hrpankov]

..... Взяли для проверки шесть штук MCP1541 и поочередно запаяли в нашу схему. Получили на выходе значения 4.091, 4.099, 4.087 и т.д. У каждой микросхемы получается разный выход. В даташите заявлено - выходное напряжение 4.096, погрешность 1%. В прошивке мы заложились на конкретную величину опорного напряжения(4.096), но так как оно каждый раз новое, то получается погрешность....

...по Вашим данним.......

[tapatapa]

Всем Спасибо за ответы!

[Onkel]

Всем Спасибо за ответы!

я похожие штуки делал с автокалибровкой - при первом включении (в специальную тест схему) мк сам себя калибрует и прошивает поправки, потом работает уже с поправками записанными в еепром.

[tapatapa]

Onkel, Вы можете чуть подробнее описать схему автокалибровки?
Она убирает статическую погрешность? Т.е.,например, должно быть 19мА, мы имеем стабильные 19.1мА и калибровка уберёт 0.1. Или же есть возможность так же избавиться от колебаний вида -+0.02мА?

Например в контроллере я вычисляю значение тока следующим образом:
AI_INPUT_0 = data * AI_REF_VOLTAGE_0 / AI_DISCRETIZATION_VALUE_0 / AI_R_MEASURE_0 * 1000;

data - данные с АЦП полученные через SPI
AI_REF_VOLTAGE_0 - величина опорного напряжения (4.096)
AI_DISCRETIZATION_VALUE_0 - дискретизация(4096)
AI_R_MEASURE_0 - сопротивление резистора(162.2)

Если предположить, что ИОН выдаёт заветные 4.096В, то как будет выглядеть итоговый расчёт с учётом всех поправок?

Буду благодарен, если Вы подскажете какую-нибудь литературу по этом вопросу