Sollte der ADC-Referenzstift auch eine Kelvin-Verbindung sein?

Sie können es immer noch mit nur 4 Drähten tun!

1. Beachten Sie, dass es nur wichtig ist, den Strom im Thermistor und das V darüber zu kennen.

2. Bewegen Sie den oberen Widerstand zurück in Ihre Platine (dh in Reihe mit dem Ausgang der 2,5 V. Verbinden Sie einen Kanal des ADC mit jedem Ende des Widerstands (z. B. VREF und VOUT). Jetzt ist der Strom (VREF-VOUT) / R .

3. Messen Sie bei Kelvin-Verbindungen zum Thermistor die V über dem Thermistor selbst - der Thermistorwiderstand ist V dividiert durch den oben gemessenen Strom.

4. Jeder „zusätzliche“ Verdrahtungswiderstand zwischen dem Ausgang V und dem Thermistor (oder in Reihe mit dem GND des Thermistors) reduziert nur den tatsächlich fließenden Strom, aber die obige Berechnung negiert diesen Effekt und ist dennoch korrekt.

Sie möchten eine Kelvin-Verbindung, wenn der dadurch verursachte Verstärkungsfehler geringer ist als der Verstärkungsfehler, den Sie ohne sie erhalten würden. Sie müssen also die Entwürfe bewerten und Fehler für jeden von ihnen berechnen. Die drei zu bewertenden Designs bei maximaler Drahtlänge sind:

1. Direkte Referenzverbindung.
2. Kelvin-Referenzschaltung mit einem Vorwiderstand, der als LC-Spike-Isolator wirkt.
3. Kelvin-Referenzverbindung mit einem Überspannungsschutz, der als Spike-Isolator fungiert.

Bei der Auslegung des Referenzeingangs-Entkopplungskondensators gegen dynamische Stromspitzen sollten Sie wahrscheinlich sowieso von einem offenen Stromkreis ausgehen. Die Parasiten des Kondensators dominieren die AC-Antwort. Das Layout, die Verdrahtung und die Reihenwiderstände der Anschlüsse bestimmen den Verstärkungsfehler. Die Widerstandsspitzen müssen durch Reihentrennwiderstände oder parallele Trennwiderstände unterdrückt werden.

In den meisten Fällen funktioniert ein 10-uF-Tantal parallel zu einer 100-nF-NPO-Keramik gut, mit einem Isolationswiderstand, damit keine Quelleninduktivität Spitzen erzeugt, die Tantal zerstören. Sie sollten in der Lage sein, die Auswirkung des Serienwiderstands, einschließlich Draht- und Verbindungswiderstand, auf die Verstärkung des ADC zu bestimmen. In den meisten Fällen liegen die Ströme im Bereich von mehreren zehn Mikroampere oder weniger und verursachen bei bis zu 10 Ohm Serienwiderstand Verstärkungsfehler von höchstens ein paar LSB bei 16 Bit.

Tantal toleriert keine LC-Spannungsspitzen über ihre Nennspannung hinaus. Jede solche Spitze wird die Lebensdauer des Kondensators auffressen und dazu führen, dass er kurzzeitig ausfällt, sich entweder selbst in Brand setzt oder den Kabelbaum schmilzt. Daher die Notwendigkeit für Reihenwiderstände oder schnell wirkende Übergangsspannungsunterdrücker. TVS ist eine gute Alternative zum Isolieren der induktiven Spitzen vom Entkopplungskondensator.

Verwenden Sie keine X- oder Z-Keramiken: Sie sind mikrofonisch und eine Vibration der Leiterplatte moduliert die Referenzspannung. Das ist normalerweise nicht erwünscht.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Ich würde es vorziehen, wenn Sie Ihr CMRR in den Kabeln und dem Sensor + 3 angepassten Widerständen maximieren. Die Abschirmung wird nur am Sensorende abgeschlossen, um Masseschleifen zu vermeiden.