Ich habe ein Ausgangssignal von ca. 1 bis 4V und möchte dieses mit einer
Genauigkeit besser als 100µV über dem gesamten industriellen
Temperaturbereich messen. Die Geschwindigkeit ist unwichtig (5sps
reichen aus)
Das Signal stammt direkt von einem Präzisions-OPV mit einer geringen
Impedanz, wodurch viele Probleme wegfallen dürften.
Ein >=16Bit Delta-Sigma Wandler (welcher) sollte also ausreichen, aber
welche Referenzspannungsquelle ist hierfür geeignet?
Theoretisch brauchst du also eine Referenzspannungsquelle mit 1 ppm /
GradC, glücklicherweise nicht initial accuracy denn du wirst kalibrieren
können.
Typisch erreicht das eine LTC6655BHMS8-4.096, allerdings kostet die ein
paar Euro.
Eine erschwingliche Referenzspannungsquelle mit max. 0.85ppm ist mir
nicht bekannt.
Wie sieht es mit der benötigten Langzeitstabilität aus, d.h. in welchem
Abständen kannst du nachkalibrieren ?
Allenfalls waere die Anwendung interessant. Meist stellt sich leider,
oder zum Glueck, heraus, dass die Anforderung ein duenner Furz ist. Dh
der Aufwand wird ueblicherweise dramatisch reduziert.
Burnin bei erhöhter Temperatur und sauberer Abgleich wird in jedem Falle
unvermeidlich sein. Da ändern sich selbst banale Widerstände beim Löten
zu stark.
ADR3420 könnte ein brauchbarer Kandidat sein.
Bei möglichem Versand per Luftfracht (nach dem Abgleich) müsste man noch
genauer mögliche Temperaturen, Einwirkdauern und deren Einfluss prüfen.
viel Erfolg
Hauspapa
Martin schrieb:> Ein >=16Bit Delta-Sigma Wandler (welcher) sollte also ausreichen, aber> welche Referenzspannungsquelle ist hierfür geeignet?
Was willst Du jetzt wirklich 4V/65536 = 60uV Auflösung oder 100uV
Genauigkeit über 125Grad Temperaturbereich?
Wie oft kannst Du nachkalibrieren?
Ein gutes 6,5 stelliges Multimeter erreicht bei 23+/-5Grad gerade mal so
35ppm Genauigkeit über 1 Jahr. Frisch nach dem Abgleich sind es auch mal
etwas weniger.
MaWin schrieb:> Typisch erreicht das eine LTC6655BHMS8-4.096,
Bei der LTC6655BHMS8-5 habe ich über einen Temperaturbereich von 8-42
Grad ca 120uV Hysterese gemessen -> alleine die Hysterese erlaubt keine
Genauigkeit von 100uV.
Um in den Genauigkeitsbereich zu kommen braucht man mindestens eine mit
ca 90 Grad beheizte Referenz.
-> LM399 oder LTZ1000 mit mehreren 1000 Stunden burn in.
Bei der LM399 ist ggf. noch nach Alterung zu selektieren.
Oberhalb von 70 Grad wird man noch eine individuelle Kalibrierung
brauchen.
Damit die Genauigkeit erhalten bleibt darf kein Widerstandsteiler
verwendet werden -> PWM oder kapazitiver Spannungsteiler.
Beim ADC ist auch auf den Temperaturkoeffizienten zu achten.
Nicht jeder Sigma-Delta Wandler macht einen automatischen Offset + Full
Scale Abgleich bei jeder Messung.
Gruß Anja
Anja schrieb:> MaWin schrieb:>> Typisch erreicht das eine LTC6655BHMS8-4.096,> Bei der LTC6655BHMS8-5 habe ich über einen Temperaturbereich von 8-42> Grad ca 120uV Hysterese gemessen -> alleine die Hysterese erlaubt keine> Genauigkeit von 100uV.
Mit oder ohne Platine? Normalerweise ist das ein Test des Verhaltens bei
einem thermischen Schock, denn ansonsten könnten sich die Hersteller
auch die Angaben zur Temperaturdrift sparen.
Bezogen auf den TO: +-100uV entsprechen bei einer 4.096V Referenz +-24.4
ppm und da liegt das Problem 25 °C +- 20 °C "kein" Problem. Wenn beim
Betrieb thermische Schocks nicht der Regelfall sind, könnte es reichen
die Referenzen nach einem genügend langen Burn-In (>= 2000 Stunden) bei
unterschiedlichen Temperaturen zu vermessen und im Betrieb die
Temperatur der Referenz zu erfassen und das ganze zu verrechnen.
Die REF5040 wäre dafür geeignet, ebenso die LTC6655 (im Keramikgehäuse,
wenn Luftfeuchtigkeit problematisch werden kann)
> Damit die Genauigkeit erhalten bleibt darf kein Widerstandsteiler> verwendet werden -> PWM oder kapazitiver Spannungsteiler.
Kommt auf die Widerstände an...
@TO
> Ein >=16Bit Delta-Sigma Wandler (welcher) sollte also ausreichen,
Bei weitem nicht alle: AD7794 (wie fast immer) wäre ein Kandidat
> aber welche Referenzspannungsquelle ist hierfür geeignet?
s.o.
PWM ist ein Interessanter Ansatz Anja. Wie kann man so ueberhaupt eine
Genauigkeit erhalten?
Die Flanke ist nicht sauber definiert, wuerd ich mal so sagen. Der
Durchschaltwiderstand ist temperaturabhaengig. An und abschalten ergeben
eine Chargeinjection.
Die Quelle ist nicht sauber definiert, resp wird gepuste Last nicht
moegen, und dann machen was sie will. Ueberschwingen, Impedanz erhoehen,
usw.
Kanst du diesbezueglich ins Detail gehen ?
Rasputin schrieb:> Wie kann man so ueberhaupt eine> Genauigkeit erhalten?
Schau Dir einfach mal die Schaltpläne von diversen Kalibratoren an.
z.B. Datron 4910 (Spezifiziert mit 1ppm/Jahr bzw. 0.3ppm/Monat).
Ich weiß: die "Schalter" sind etwas aufwendiger als 0815-Elektronik.
Und die Filterung (7. Ordnung) ist auch nicht ohne.
Arc Net schrieb:> Mit oder ohne Platine?
Mit Leiterplatte (bei TSOP wird eine "Dead Bug" Montage etwas aufwendig)
natürlich nach allen Regeln der Kunst mit Schlitz auf 3 Seiten um die
Referenz.
Arc Net schrieb:> Normalerweise ist das ein Test des Verhaltens bei> einem thermischen Schock,
Mein Test lief mit ca 0.1K/Minute: das würde ich jetzt nicht als
thermischen Schock bezeichnen.
Hysterese ist eine Gehäuseeigenschaft der Referenz. Die
unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Lead-Frame,
(Leit-)Kleber, Chip und Kunststoff sowie das "Kriechen" von Kleber und
Kunststoff bewirken nicht reversible mechanische Spannungen auf den
Chip.
Außerdem spielt die Feuchtigkeitsaufnahme bei Kunststoffgehäusen eine
gewisse Rolle. Wenn man den Versuch mehrfach direkt hintereinander
durchführt ergibt sich normalerweise bei Plastik-Referenzen eine etwas
geringere Hysterese. Aber das ist ja nicht unbedingt der normale
Betriebsfall.
Rechne mal den "Korrekturwert" für den gemessenen "Temperaturgang" aus.
Gruß Anja
Hallo Anja,
>>>Damit die Genauigkeit erhalten bleibt darf kein Widerstandsteiler>>>verwendet werden -> PWM oder kapazitiver Spannungsteiler.
Wie wird das denn gemacht ?
5 V Referenz ----50 % genaue kalibrierte PWM-----Filter-----ergibt 2,5 V
Referenz.
Kapazitiver Spannungsteiler ?? Dann muss es doch eine AC Spauung
sein,oder ?
LG Dirk
DirkF schrieb:> Kapazitiver Spannungsteiler ?? Dann muss es doch eine AC Spauung> sein,oder ?
Nein siehe Datenblatt LTC1043. (Ladungspumpen-Prinzip)
Wobei man bei den 7V-Referenzen (LM399/LTZ1000) für diesen Fall einen
2/3 Teiler aufbauen würde (ca 4.6V Referenzspannung).
DirkF schrieb:> Wie wird das denn gemacht ?> 5 V Referenz ----50 % genaue kalibrierte PWM-----Filter-----ergibt 2,5 V> Referenz.
Prinzipiell genau so. Bei der DATRON 4910 wird der 10V-Ausgang auf die
7V Referenz der LTZ1000 heruntergeteilt und damit der I-Regler
gefüttert.
Bei anderen Kalibratoren (mit wählbarer Ausgangsspannung) ist da sicher
noch ein bischen "black magic" dabei um Temperatur und Linearitätsfehler
auszugleichen.
Gruß Anja
