Hochauflösende Widerstandsmesstechnik

Ich arbeite an einem hochauflösenden Widerstandsmesssystem. Ich muss %1 und %5 Toleranzunterschied erkennen. Jetzt stelle ich die Systemtypologien wie pic1 über analoge Multiplexer ein. (ADG708, ADG732)

Bild1

R1 ist mein Referenzwiderstand. Diese Toleranz beträgt %0,1 und die ADC-Auflösung beträgt 10 Bit. Ich habe 100R, 1kR, 10kR, 100kR, 1MR Referenzwiderstand. Ich kann das leicht mit Multiplexern ändern.

Dieses System muss ziemlich präzise sein, ist aber nicht praktikabel.

Wenn Sie eine bessere Lösung oder Ergänzung vorschlagen, würde ich mich freuen.

Was hast du erwartet und was hast du bekommen. Haben Sie verstanden, dass der Multiplexer einen Gleichstromwiderstand von vielleicht 100 Ohm hat?
Anstatt einen Referenzwiderstand und eine Spannung zu verwenden, sollten Sie eine Stromquelle verwenden.
Andy alias Ich verwende die ADG7xx-Serie und der Widerstand dieses Multiplexers beträgt etwa 4,5 Ohm

Antworten (1)

Ein eingebauter ADC in einer MCU ist normalerweise beschissen, zum Beispiel: -

  1. Der integrale Nichtlinearitätsfehler kann +/- 2 LSBs betragen
  2. Der differenzielle Nichtlinearitätsfehler kann +/- 1 LSB betragen
  3. Der Nullpunktverschiebungsfehler kann +/- 3 LSBs betragen
  4. Der Verstärkungsfehler kann +/- 2 LSBs betragen

All dies verschwört sich, um den durchschnittlichen ADC in den meisten MCUs für genaue Messungen wirklich beschissen zu machen. Worst-Case-Szenario INL+DNL-Fehler ist 3 LSB mit einem Offset-Fehler von 3 LSB und einem Mittelbereichs-Verstärkungsfehler von 1 LSB.

Der Gesamtfehler beträgt 7 LSB – das ist eine absolute Genauigkeit von 7 in 1024 oder ~0,7 %. Da Sie einen Messbereich (bevor Sie den Referenzwiderstand ändern) von vielleicht 10:1 wünschen, beträgt das Eingangssignal möglicherweise nur 10 % des Skalenendwerts, daher ein Fehler von ~ 7 %.

Dann haben Sie ADC-Eingangsruheströme. Diese können bis zu 0,5 uA betragen. Dies fließt in die Widerstände und erzeugt einen Fehler von (sagen wir) 100 kOhm von 50 mV!

Außerdem gibt es das Problem, dass Microchip bei den meisten MCUs dazu neigt, zu sagen, dass die Quellenimpedanz, die den ADC-Eingang speist, NICHT größer als 10 k sein sollte, wenn Sie "höchste Genauigkeit" wünschen. Wenn Sie 1 MOhm mit einer Referenz von 1 MOhm messen möchten, beträgt der äquivalente Eingangswiderstand 500 kOhm, dh das 50-fache des auferlegten Grenzwerts.

Kurz gesagt, verwenden Sie keine MCU-ADC-Eingänge, wenn Sie ein genaues Ergebnis wünschen. Lesen Sie das Datenblatt.

Lösung - Verwenden Sie eine Präzisionsstromquelle, um eine Spannung über dem unbekannten Widerstand zu erzeugen - Puffern Sie diese mit einer hochohmigen Schaltung (möglicherweise basierend auf einem Operationsverstärker) und verwenden Sie einen externen ADC mit möglicherweise 16 Bit, um eine Genauigkeit zu erzielen, die kaum zu denken ist um.

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