Grundsätzliche Frage: Hohe Abweichung im unteren Bereich bei analoger Messung mit ADW

Hallo,

hier solltest Du noch mal das Datenblatt lesen und überlegen was falsch 
ist:

U=(ADC_Value*1024)/AREF

Stichwort Dreisatz

Uinp / Aref = ADC_Value / 1024

Dann gibt es viele kleine Application Notes die die unterschiedlichen 
ADC Messfehler und deren Abgleich aufzeigen.

Was für ein Labornetzteil verwendest du, bzw. wie genau ist das in dem 
niedrigen Bereich?

Ich habe jetzt nicht nachgesehen, was für den ATmega spezifiziert ist, 
aber ich würde die Fehlerquelle eher beim Labornetzteil suchen.

Du solltest auf jeden Fall mal die Ausgangsspannung des Labornetzteils 
mit einem Multimeter nachmessen. Das dürfte in der Regel genauer sein, 
als die Anzeige auf dem Netzteil.

Hey

sorry für den Fehler in der Berechnung, da habe ich den Aref mit der 
Auflösung vertauscht.

Ich Berechne wie folgt:

U=(ADC_Value*AREF)/1024

Zum Labornetzteil: Es handelt sich nicht um ein Präzisionsnetzteil. Ich 
habe den jeweiligen Spannungswert mit einem kalibrierten Messgerät beim 
einstellen überprüft. Grund war - wie Ihr bereits gesagt habt - das die 
Anzeige vom Labornetzteil zu ungenau ist.

Es kann also das Labornetzteil als Fehlerquelle ausgeschlossen werden.

Karl M. schrieb:
> Dann gibt es viele kleine Application Notes die die unterschiedlichen
> ADC Messfehler und deren Abgleich aufzeigen.

Kannst du mir das ein bisschen auf die Sprünge helfen?
Welche Faktoren spielen in die Abweichung mit rein?
Gibt es eine Möglichkeit den Messfehler rechnerisch zu erfassen um 
diesen dann bei der Berechnung der gemessenen Spannung mit 
einzubeziehen?

Robert schrieb:
> abweichung.JPG

Du gibst eine relative Abweichung an, sagst aber gar nicht, worauf du 
dich dabei beziehst. Der Messfehler setzt sich aus einem relativen 
Fehler bezogen auf den Messwert und einem relative Fehler bezogen auf 
den Messbereich zusammen.

Das ist entweder Sättigung (z.B. Output Headroom bei Rail2Rail OPV) oder 
ein Offset. Musst du selber kucken. Kann man mit einem Multimeter leicht 
nachvollziehen - miss die Messkette durch.

Beim INA138 sieht die Strommessgenauigkeit "unten raus" z.B. exakt so 
aus.

Robert schrieb:
> Die Referenzspannung AREF=Beträgt 5,00V (abgelichen über
> Wendelpotentiometer).

Wie garantierst du, dass Vcc und AVcc dauerhaft gleich/größer als Aref 
bleiben?

--------

Ich würde ja die interne Referenz verwenden.
Der ATMega2560 hat derer gar zwei.

Die sind vielleicht nicht sonderlich genau (10% ?), aber dafür viel 
stabiler als es eine typische Stromversorgung im Feld je sein wird.

Robert,

das ein Relativer Fehler bei Messwert 0 keinen Sinn macht, und bei 
Werten nahe 0 recht wenig, wurde ja schon gesagt.

Um wirklich etwas aus diesem Thread zu lernen, wäre es sinnvoll, Deine 
originalen Messergebnisse (keine umgerechneten) hier in einer Tabelle zu 
zeigen, z.B.:

ADC, Multimeter
1,   0.0V
17,  0,1V
22,  0,2V
....

Dann ist es leichter, daran die grundlegenden Konzepte von Fehlern, 
Kalibrierung, Linearität etc zu zeigen.

Hmm schrieb:
> Beim INA138 sieht die Strommessgenauigkeit
> "unten raus" z.B. exakt so aus.

Ja, und beim INA219 bekomme ich kurz über Null keine sinnvollen 
Spannungswerte heraus - nennt sich ja auch "High-Side-Sensor".

Peter D. schrieb:
> Den Fehler berechnet man immer bezogen auf den Endwert des ADC.

Die graphische Darstellung ist einfach unglücklich. Ich würde horizontal 
die Spannung und vertikal den ADC-Wert 0..1024) einsetzen, dann muß 
nicht über die Berechnungsmethode gestritten werden.

Weiter gehts: Bis hier hin erstmal vielen Dank für die ganzen 
Anregungen. Entschuldigt bitte, ich bin grad am Anfang meiner 
Erfahrungen was µCs angeht. Ich gebe mein bestes um so nah wie möglich 
euren Ansprüchen gerecht zu werden ;)

Grundsätzlich habe ich nicht vorgehabt ein hochgenaues Messgerät zu 
bauen, ich suche lediglich eine logische Erklärung warum der ADW grade 
im unteren Bereich eine hohe Abweichung hat (damit meine ich nicht 0V, 
sondern zum Bsp. die Abweichung zwischen 1V und 2V).

Arduino F. schrieb:
> Wie garantierst du, dass Vcc und AVcc dauerhaft gleich/größer als Aref
> bleiben?

Die VREF habe ich mit einem kalbrierten Messgerät bei eingeschalteten µC 
eingestellt. Zusätzlich habe ich den AREF-Eingang mit 10nF stabilisiert. 
Ist natürlich keine hochgenaue Referenz. sollte aber meiner Meinung nach 
durchaus reichen. Die Interne Referenz habe ich grade wegen der nicht 
feststellbaren Abweichung nicht verwendet.


Achim S. schrieb:
> Um wirklich etwas aus diesem Thread zu lernen, wäre es sinnvoll, Deine
> originalen Messergebnisse (keine umgerechneten) hier in einer Tabelle zu
> zeigen, z.B.:

Wird gemacht: Hab da ein Bild gepostet!

Wolfgang schrieb:
> Du gibst eine relative Abweichung an, sagst aber gar nicht, worauf du
> dich dabei beziehst. Der Messfehler setzt sich aus einem relativen
> Fehler bezogen auf den Messwert und einem relative Fehler bezogen auf
> den Messbereich zusammen.

Ich habe wie folgt gerechnet:

Rel_Abw=100-((U_Ausgabe/U_Labornetzteil)*100%)

Ist diese Vorgehensweise also Falsch? ich habe mich hier nicht auf den 
voll Messbereich bezogen. Wie ist hier die korrekte vorgehensweise ?

Die Absolute Abweichung habe ich mir nun nach recherge im Datenblatt so 
vorgestellt:

Abweichung angegeben laut DB=+-2LSB

Absl_abw=±2*5V/1024=±9,766mV≈±10mV

Ist diese vorgehenswiese korrekt ? Oder muss ich noch mehr 
berücksichtigen ?

Hier die versprochnen Bilder

Für mich sieht die Abweichung im unteren Bereich nach schlechter 
Verdrahtung aus.

Robert schrieb:
> Arduino F. schrieb:
>> Wie garantierst du, dass Vcc und AVcc dauerhaft gleich/größer als Aref
>> bleiben?
>
> Die VREF habe ich mit einem kalbrierten Messgerät bei eingeschalteten µC
> eingestellt. Zusätzlich habe ich den AREF-Eingang mit 10nF stabilisiert.
> Ist natürlich keine hochgenaue Referenz. sollte aber meiner Meinung nach
> durchaus reichen. Die Interne Referenz habe ich grade wegen der nicht
> feststellbaren Abweichung nicht verwendet.

Auch wenn es für dein konkretes Problem nicht relevant ist....

Du hast mich nicht verstanden!

Meine Frage nochmal etwas klarer:
Wie stellst du sicher dass Vcc >= Aref ist und auch dauerhaft so bleibt?

Robert schrieb:
> Die Interne Referenz habe ich grade wegen der nicht
> feststellbaren Abweichung nicht verwendet.
Die Abweichung ist sehr wohl feststellbar
z.B.:
> mit einem kalbrierten Messgerät

Wie sieht eigentlich das Progamm aus? ADC noise reduction mode?

Manfred schrieb:
> Die graphische Darstellung ist einfach unglücklich. Ich würde horizontal
> die Spannung und vertikal den ADC-Wert 0..1024) einsetzen, dann muß
> nicht über die Berechnungsmethode gestritten werden.

Damit wird es auch nicht viel besser. Du bekommst eine diagonal durch 
den Graph verlaufende Linie und musst mit der Lupe die Abweichung zur 
idealen Geraden suchen. Die Y-Skalierung wird erheblich günstiger - weil 
weiter "aufgerissen" - wenn man vertikal nicht die ADC-Werte, sondern 
die Abweichung der ADC-Wert vom Idealwert darstellt.

Robert schrieb:
> werte.JPG

Meinst du, irgend jemand hat Lust, die Werte abzutippen, um einen 
aussagekräftigen Graph daraus zu basteln? Wie wäre es mit einer 
ASCII-Datei, z.B. als Anhang?

Arduino F. schrieb:
> Meine Frage nochmal etwas klarer:
> Wie stellst du sicher dass Vcc >= Aref ist und auch dauerhaft so bleibt?

Die Eingangsspannung des µCs ist 5V. Bereitgestellt wird diese über 
einen Schaltregler 12V/5V 1A. Weitere Vorkehrungen habe ich nicht 
getroffen.
Welche Möglichkeiten nimmst du da in betracht?

Ich habe aus dem Datenblatt des µCs entnommen, das AREF nicht größer 
werden darf als Vcc. Sehe ich das richtig?

Wolfgang schrieb:
> Meinst du, irgend jemand hat Lust, die Werte abzutippen, um einen
> aussagekräftigen Graph daraus zu basteln? Wie wäre es mit einer
> ASCII-Datei, z.B. als Anhang?

Entschuldige bitte, soweit habe ich nicht gedacht. Ich hänge die Werte 
noch mal als ASCII an.


Vielen Dank für euer Engagement.

Anbei noch mal die Werte direkt am AD-Eingang (hinter dem 
Spannungsteiler) gemessen.

(0-5V)

Gruß

> Schaltregler
Ist vielleicht zum Ausprobieren ein Linearregler zur Hand?

WIrd gemacht, ich werde berichten!