Все, кто хотят измерять температуру с точностью 0.5 градусов по Цельсию Андрею Нильсовичу, эта микрорсхема как из пушки по воробьям, те могут даже не читать данную статью.

Ранее была публикация с громким названием "Идеальный" измеритель температуры. Там была несколько иная схема, теперь же честный PDF. Поделюсь нюансами и практическими рекомендациями. Описание данной микросхемы есть, я его излазил вдоль и поперек, и даже схема EVOLUTION BOARD нашлась… Но ничего практического там нет. Фирмачи хотят сказать: «Вот тебе всё, а конкретику ищи сам».

Нашел. Испытал. И делюсь, дабы не тратили люди время на ерунду.

Постановка задачи.


Мерить температуру с точностью 0.05 градуса Цельсия.
Диапазон измерения 10-130 гр. C.
Стабильность измерений в условиях помех.
Трехпроводная схема для датчика от OWEN.
Сразу поясню, что как таковую температуру я не мерил, а мерил я сопротивления, заранее подобранные, так чтобы они находились все в диапазоне заданных температур, учитывая формулу пересчета:

tC(Pt100) = (Rx(Pt100)/100-1)/0.00385; (1.1)

И если кто-то скажет, что сам платиновый датчик имеет определенный класс точности и эта точность хуже, чем заявленная, то будет прав. Но есть драйв сделать измеритель, а датчик уж как-нибудь… Тем более, что калибровку по двум точкам на основе какого-нибудь сверхточного стороннего прибора, никто не отменял. Не буду описывать программные примеры на каком-либо языке, все пояснения настройки будут в контексте PDF и в рамках содержания регистров AD7792.

Нюансы в основном лежат в области программирования данной микросхемы, а не как не в области схематики. Она такая, как в PDF.

Хотя…

Нюанс №1.

А какого номинала должно быть RREF?

Если датчик Pt100, а заявленный диапазон не выше 130 гр., то RREF = 155-220 Ом. Это расчетные величины. 130 градусам соответствует по этой формуле Rx=150.05 Ом. Почему так?

Вот формула пересчета ADC в Rx (Rx мы вставляем в разъем ТС_Х, см. схему):

Rx = ADC*Rref/32768/Gain, (1.2)

где

ADC – текущие показания DATA REGISTER;
Rref = 220 ом. (в моем случае)
Gain – коэффициент усиления, выбранный в CONFIGURATION REGISTER;
В чем нюанс?

Rref должен как можно ближе соответствовать максимальному сопротивлению, определяющему верхний диапазон температур с учетом пересчета. Эту формулу надо понимать так – вы сравниваете два сопротивления Rx и Rref. Rref определяет внешнее опорное напряжение ADC.

И здесь пропорция:

Rref соответствует коду 65535, а Rx соответствует коду, который меньше этого.

Если выбрать, например Rx=1.5 кОм, то на максимальный Rx=150.05 Ом останется меньше значений ADC. Можно конечно увеличить коэффициент усиления и тем самым увеличить значения ADC, но как показал практический опыт, повышение коэффициента усиления приводит к нелинейности и падению точности и это…

Нюанс №2.

В моем случае коэффициент усиления GAIN=2, а значение источника тока (IOUT1 & IOUT2) = 1mA. В этом случае максимальное сопротивление соответствует коду ADC=44698. Есть еще запас, но мы ограничены теми номиналами сопротивлений, которые есть в наличии для точных сопротивлений.

Нюанс №3.

Это нюанс, касаемый выбора Rref. В PDF сказано:

Reference Voltage Range = 0.1V (Vmin).

Т.е. если вы выбираете значение источника тока и Rref, то их произведение должно быть больше Vmin. Это схемотехническое ограничение. В моем случае

Vref = Rref*( IOUT1+IOUT2) = 220*(1+1)=440 mV; (1.3)

Нюанс №4.

Это касается организации питания аналоговой части микросхемы AVdd. Не надо жмотиться на танталовый электролит. Диод D1 в данном случае работает как фильтр. Не надо ставить индуктивность, она дребезжит из-за того, что потребление микросхемы динамическое и коррелирует с периодом преобразования, которое выбрано пользователем. И здесь…


Нюанс № 5.

Если вы не ограничены быстродействием, то выбирайте максимальный период преобразования. Это относится к значениям бит в MODE REGISTER, FS0,FS1,FS2,FS3 они все устанавливаются в 1.

Нюанс № 6. Легенда об источнике тока.


В PDF в рубрике EXCITATION CURRENT SOURCES приводятся характеристики источников тока. Предположим они не точны, и это так, и более того они не равны друг другу. Некоторые горячие головы предлагают использовать один источник тока, усложняют схему, задействуют еще один канал ADC и усложняют процедуру.

LM35,хорошая микра,проста как АКМ,accuracies of ±0.25°C.Для информации...

Удивлен законами форума... Если админы стоят на страже дебилизма, то тогда понятно, нельзя редактировать собственное сообщение и больше двух картинок не собираться!
Тогда так:
http://keklab.ru/articles/3-2010-10-...86-ad7792.html

Цитата:

Сообщение от alexzand

LM35,хорошая микра,проста как АКМ,accuracies of ±0.25°C.Для информации...

Задача стоит использовать именно Pt100, всякие иные датчики могут быть точными, но они не стерилизуемы, в этом фишка.

Цитата:

Сообщение от kek

Удивлен законами форума... Если админы стоят на страже дебилизма, то тогда понятно, нельзя редактировать собственное сообщение и больше двух картинок не собираться!

1. Попрошу Вас подбирать выражения...
2. На редактирование вашего сообщения Вам выделяется 10 мин после его отправки, более чем достаточно для редактирования опечаток и пр. Это уже обсуждалось и было принято абсолютным большинством участников. Разжевывать сейчас для чего это и возвращаться к этому не хотелось бы, но если чуть подумать, то можно и догадаться...
3. Вы всегда можете воспользоваться штатным загрузчиком файлов (см. Справку и ЧАВО), в этом случае не будет проблем большими размерами рисунков.

Цитата:

Сообщение от alexzand

LM35,хорошая микра,проста как АКМ,accuracies of ±0.25°C.Для информации...

не пишите ерунду, читайте даташиты правильно это типовая нелинейность , а погрешность измерения еще хуже чем у ds18b20 до +/-1С
kek хорошая статья , но уборка рекомендованных емкостей по входу это вы зря, на проме из-за этого можно получить не хилый головняк

Цитата:

Сообщение от kek

Сразу поясню, что как таковую температуру я не мерил, а мерил я сопротивления, заранее подобранные, так чтобы они находились все в диапазоне заданных температур, учитывая формулу пересчета:

tC(Pt100) = (Rx(Pt100)/100-1)/0.00385; (1.1)

это не правильная формула!
для Rt=107,79ом Tc=20С
tC(Pt100) = (107,79/100-1)/0,00385=20,23376623377C
правильная
Tc(Pt100)=(-3,9083e-3+sqrt((3,9083e-3)^2+4*5,775e-7*(1-Rt/100)))/(-2*5,775e-7)
взято отсюда https://en.wikipedia.org/wiki/Resistance_thermometer
Tc(Pt100)=(-3,9083e-3+sqrt((3,9083e-3)^2+4*5,775e-7*(1-107,79/100)))/(-2*5,775e-7)=19,99099146681С
более упрощенная формула

Цитата:

формула расчета температуры от 0 до 850 °C :
Тpt100 = 3383.8098-8658.0088*SQRT(0.1758481-0.000231*Rt)
методическая погрешность расчета от 0 до 850 С составляет 1*10-4
этой же формулой можно пользоваться и в минусовой части, при этом погрешность расчета постепенно
возрастает и составляет 0,02°C при -50°C, 0,2°C при -100°C, 2,4 °C при -200°C.

Tc(Pt100)=3383,8098-8658,0088*sqrt(0,1758481-0,000231*107,79)=19,99108881153C

Цитата:

Сообщение от DmitriyVDN

Tc(Pt100)=3383,8098-8658,0088*sqrt(0,1758481-0,000231*107,79)=19,99108881153C

Спасибо, за формулу, я подозревал, что всё должно описываться полиномом в более сложном варианте.
Что касается емкостей на входе, то они будут не лишние это факт. Я не добрался еще до таких тонкостей, хотя плата уже разведена и дебажный её вариант и послужил основой для детального изучения.

Цитата:

Сообщение от DmitriyVDN

это не правильная формула!

До кучи. Вот ГОСТ, Таблица А2 - это наш случай.
Табличное значение описывается полиномом.

Цитата:

Сообщение от DmitriyVDN

правильная
Tc(Pt100)=(-3,9083e-3+sqrt((3,9083e-3)^2+4*5,775e-7*(1-Rt/100)))/(-2*5,775e-7)

В таблице MS Excell можно вычислять зависимости температуры от сопротивления и наоборот.