arammeres adc

[Balla Zoltán]

 >van, de holnapra kiszamolom, most mar en is kivancsi vagyok!!!

Tehat a levelem folytatasa...

Eloszor is tisztazzuk a korulmenyeket. Adott 14V feszultes, 2.5A meresi hatar, 5mA
leptek, 0.6Ohm sont. Tovabba tetelezzuk fel, hogy az AD 1V es 4V kozott tudja
fogadni (10 biten) a merendo jelet. Nevezzuk el A-nak a sont elotti pontot, B-nek a
sont utanit. Ezzekkel kell operalni.
Masodsorban lenyeges kerdes lehet, hogy sorozatgyartasba kuldendo keszulekrol van e
szo, vagy csak kis szamu termekrol van szo, esetleg egyedi...Ez azert erdekes, mert
ha egyedi(vagy kis szamu), akkor potenciometerrel igenis gyakorlatilag tokeletesen
ki lehet kompenzalni a hidat, es attol kezdve nincs mirol beszelni... Ha nagy szamu
keszulekrol van szo, es nem fer bele a gyartasba a kulon manualis beallitas, akkor
jon az automatikus beallitas.

Tetelezzuk fel eloszor ez utobbit!
Az egesz mero-kor osszes ellenallasa 0.1% pontossagu legyen. Ez problema nelkul
tarthato. Allitsuk a feszultseg osztok osztasi aranyat 14-re. Ekkor kapunk egy
A/14=1V -->A1-es pontot, es egy szinten 1V-os B1 pontot. Ez lez a hid kimenete.
Mivel 0.1% ellenallasokat hasznalunk, ezert az eredo pontatlansag 0 es 0.4% kozott
lesz! A tapasztalat azt mutatja, hogy azonos gyartasi szeriabol szarmazo
ellenallasok relativ pontossaga sokkal jobb mint az abszolut pontossaguk(sajat
tapasztalat, mertem - 10%,5%,1%). Igy ha az osztok felso ket tagja egy gyartasbol
szarmazik, es az also tagok is egy, akar masik gyartasbol, nyugodtan
feltetelezhetjuk, hogy a 0.1%-nal nem lesz rosszabb(valoszinuleg jobb is lesz).
Ez azt jelenti, hogy a ket 1V-os feszultseg 1/1000=1mV max elteresu lesz! Ez lesz a
hid hibaja, es konstans erteku lesz!
A sonton 5mA-nel 3mV, 2.5A-nel 1500mV alakul ki. Mivel ezek a feszultsegek is
leosztodnek 14 szeresen, az A1 es B1 pontokon ezek erteke 0.21mV es 107mV lesz. Ez
azt jelenti, mivel az AD 3mV-os leptekkel dolgozik, hogy az erosito kimeneten
1mVx28=28mV hiba lesz, ami az AD-n 9 egyseget eredmenyez(a 28, az erosito erositese,
ami az AD kivezerlesehez kell). CSAKHOGY, mivel ez statikus hiba, semmi akadalya,
hogy kivonjuk a meres vegeredmenyebol, szoftveresen! Ezt a kontroller akar
automatikusan is el tudja vegezni 0 komeno aramnal!!! Igy ez a hiba(az 1mV)
tokeletesen korrigalhato.
Marad a tapfesz valtozasbol eredo hiba. Ez az egyeduli, ami nem statikus jellegu,
igy nem is lehet kivonni ezt a hibat! Nezzuk ennek erteket...
Tetelezzuk fel, hogy akar 10%-ot es elmaszhat a tap. Ekkor a tap erteke 1.4V-al
valtozik meg. Ez leosztva 14-el 0.1V-ot kapunk. Ennyit maszik el az A1 pont
feszultsege a tap valtozasakor. De mivel a B1 pont is szinkronban ennyit valtozik,
ezert az eredo feszultseg valtozas a ket pont kozott : 0.1V/1000=0.0001V az az 0.1mV
lesz csak!!!! Ez alatta van az 5mA folyo aramnal keletkezo(0.21mV --> A1,B1)
feszultsegnek, igy meg csak egy egysegnyi hibat sem okozhat a meresben!!!!
Nezzuk magat az erositot. Ez legyen OP97. Adatai: bemeneti offset-20uV, hom.
drift -0.5uV/C, kozosmodu elnyomas - 132db(messze jobb mint a vazolt INA-k!!!).
Ennyi eleg is nagyjabol.
Mivel az erosites 28x-os, ezert a bem. offsetbol adodo kimeneti hiba feszultseg
kompenzalatlan esetben is csak 28x20uV=560uV lesz, 0.56mV! Ez igy mar 2 egyseg hibat
okoz az AD kimeneten. Itt lehet valasztani, vagy jobb(de nem sokkal dragabb, pl
MAX420-423) erosito kell, vagy ki kell kompenzalni valamennyire!
A homersekleti drift olyan kicsi, hogy csak 20C valtozas okoz egy egysegnyi hibat az
AD-nal(0.5uVx20C=10uV, 10uVx28=0.28mV). Ha ez megis keves lenne, --> lasd feljebb...


Ezzel az elso esetet kitargyaltuk, tovirol -hegyire!
A masodik esetben a hid mindket also tagjahoz hozzakotunk egy egy nagyerteku
ellenallast. Az ellenallasok masik ket vegere egy kiserteku potenciometer ket szelso
kivezeteset kotjuk. A csuszkat pedig a foldre. A ket ellenallassal es a potmeterrel
kapcsolatban semilyen pontossagi kovetelmeny nincs(ha van ra lehetoseg, azert ne
szenretegest)!!!
Ezzel a megoldassal tokeletesen(!) kiegyenlitheto a hid, megpedig ugy, hogy a hid
eredo pontossaga gyakorlatilag csak no, mert a legnagyobb(messzemenoen)
bizonytalansagi tenyezo a potmeter, csak nagyon kis mertekben szol bele a hid
ballanszaba! Na ez az, amit sokan el szoktak rontani...ha nem megfelelo a potmeter
bekotese, mar lehet is az egeszet kidobni!
Miutan kompenzaltuk a hidat, az IC kozos modu elnyomasa bosegesen elegendo ahhoz,
hogy barmekkora tapfesz-vandorlast kivedjen! Marad tehat a bemeneti offset, es a
homersekleti drift, ami hibat okozhat a meresben(marmint nem statikus jellegut).
Erre a fentiek ervenyesek, egyszer mar letargyaltuk.


Egy kis teoria. Mivel a hid eredo pontossagat 0.1% alatt hataroztuk meg, ezert
decibelben kifejezve ez nagyobb mint 60db kozosmodu elnyomast jelent!!! Anelkul,
hogy kompenzaltuk volna a hidat!!! A vazolt INA-k e parametere 96db(AD629) es
114db(AD623), az OP97 mar 132db! Ha potmeterrel kikompenzaljuk a hidat,
nagysagrendekkel(!) jobb ertekeket kapunk, mint a 114db!
Ami pedig az ellenallasok ho-fuggest illeti, az olyan kicsi, hogy csak elmeleti
jelentosege van, altalaban! Ugyan fejbol mar nem emlekszem ezekre az adatokra, de
biztosan igy van, mert ellenkezo esetben hogyan lehetne elerni barmiben is a
150-200db tartomanyt !?! De ennek meg utana nezek...

Mindent osszevetve, szerintem tokeletesen kivitelezheto ez az aramkor meresi celokra
is. Persze, lehet hogy valamit elszamoltam(hisz emberek vagyunk), azert elore is
elnezest, de most ugy tunik minden renben van...Ha megis van benne hiba, remelem
valaki vissza jelez...De hangsulyozom, nem az en feladatom, hogy tokeletesen es
hibatlanul kiszamitsam minden parameteret az aramkornek, hanem, hogy otletet,
elveket adjak egy problema megoldasara! Ezt azert irom, mert egyszer egy masik
listan mar megvadoltak ilyesmivel, es nem szeretnem, ha ez ujra megtortenne. Akinek
tenyleg szuksege van megoldasra, az maga jarjon utana a dolognak!
Na, kitomboltam magamat :-)

Ej, Komjati Zoltan, sok sorodbe fog ez kerulni Neked....:-)