利用MAX1452实现远端传感器补偿
本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/161707.htm
OFF补偿
在这一点,传感器还应该保持在温度T2和压力PMIN。通过调整OFF DAC,完成T2或者T1的最终失调调整,如果需要,调整OFF DAC符号位,直到VOUT等于所需要的失调电压(在这一例子中是0.5V)。
现在完成了传感器补偿!
验证传感器补偿
把变送器置于各种温度和压力点下,来验证补偿效果,校验PGAOUT。
实例
下面的数据展示了上面详细阐述的过程的效果。采用了100KpaG测量传感器(序列号:NPH-8-100GH),其输出补偿为PMIN = 0,PMAX = 100KpaG,T1 = -40°C和T2 = +125°C。目标输出电压为PGAOUT(PMIN) = 0.5V,PGAOUT(PMAX) = 4.5V。在补偿过程完成时,补偿后的变送器为T = -40°C,0°C,+25°C,+75°C和+125°C。两点温度补偿完全消除了传感器误差的线性部分。补偿后变送器的总误差和未补偿传感器误差的非线性分量大致相当。
表1列出了未补偿和补偿后变送器的测量输出和计算误差。未补偿传感器的误差有两种形式:总误差(TE)和非线性误差(NE)。TE由TC误差的线性和非线性组成(以25°C间隔为参考)。NE是总误差减去所计算误差的线性分量,误差是指和通过数据两个端点的直线的偏差(端点直线拟和)。表1中的数据在图1至图3中以曲线的形式表示。图1所示是未补偿传感器的总误差;图2是未补偿传感器误差的非线性分量;图3是变送器补偿后的总误差。数据表明两点补偿过程完全消除了传感器的线性分量,变送器补偿后的TE和未补偿传感器的非线性分量大致相当。
表1. 未补偿传感器和补偿后的变送器数据
Temp (°C) |
Uncompensated Sensor (PMIN = 0; PMAX = 100KPaG; VB = 5V) |
Compensated Transducer (PMIN = 0; PMAX = 100KPaG; VDD = 5V) |
||||||||
Offset (mV) | FSO (mV) | Total Error (% FSO, Referenced at +25°C) |
Nonlinear Error (% FSO, End-Point Fit) |
Offset (V) | FSO (V) | Total Error (% FSO, End-Point Fit) |
||||
Offset | FSO | Offset | FSO | Offset | FSO | |||||
-40 | -4.2 | 97.7 | -5.3 | 9.9 | 0.0 | 0.0 | 0.496 | 4.006 | -0.1 | 0.2 |
0 | -1.0 | 89.3 | -1.5 | 3.8 | 1.5 | -1.8 | 0.553 | 3.933 | 1.3 | -1.7 |
+25 | 0.3 | 84.8 | 0.0 | 0.0 | 1.6 | -2.0 | 0.565 | 3.930 | 1.6 | -1.8 |
+75 | 2.5 | 76.6 | 2.6 | -7.1 | 1.3 | -1.5 | 0.552 | 3.957 | 1.3 | -1.1 |
+125 | 3.8 | 69.2 | 4.1 | -14.3 | 0.0 | 0.0 | 0.500 | 4.001 | 0.0 | 0.0 |
在这个例子中,对极端温度点进行了补偿,对测量的数据进行了端点直线拟和,以便清楚地演示两点温度补偿的效果。极端温度点并不是传感器补偿最佳点,因为误差会偏向一侧(理论上,幅度加倍)。在应用中,需要凭经验选择最佳温度补偿点,这样,变送器误差均匀分布在0%误差线附近。一般情况下,满量程的25%和75% (中点)温度点将给出最佳误差分布。如果在这个例子中选择了最佳补偿温度点,那么,误差分布大约在表1所示误差一侧的±½ (以0%误差线为中心)。
![图1. 未补偿传感器总误差—结合了一阶和二阶误差](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130823/161707_3_0.jpg)
图1. 未补偿传感器总误差—结合了一阶和二阶误差
![图2. 未补偿传感器的二阶误差,是图1中数据端点直线的偏差。](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130823/161707_3_1.jpg)
图2. 未补偿传感器的二阶误差,是图1中数据端点直线的偏差。
![图3. 变送器补偿后的误差。这是系数补偿后的总误差。两点温度补偿只能纠正误差的线性部分。](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130823/161707_3_2.jpg)
图3. 变送器补偿后的误差。这是系数补偿后的总误差。两点温度补偿只能纠正误差的线性部分。
结论
- 本应用笔记旨在作为一个实例来演示远端传感器补偿过程,介绍手动操作实现补偿的方法。MAX1452用户手册介绍了更适合自动补偿的其他方法,该手册包含在评估板软件工具中,可以从Maxim网站下载。
- 为充分发挥MAX1452的功能,需要进行两次补偿。第一次是确定OTC和FSOTC系数,以有效地校正TC误差的线性分量,如本文档所述。第二次是多点温度补偿,以正确的系数填充OFF和FSO查找表,抵消剩余的非线性TC误差。MAX1452用户手册介绍了多点温度补偿过程。
- 在生产环境中,能够以标称值装载OTC和FSOTC DAC,只进行一次多点温度补偿,以充分利用MAX1452的功能。之所以这样,是因为类似传感器的TC特性(例如,灵敏度和失调等)非常相似。在代表性的样片上进行两点补偿就可以确定标称OTC和FSOTC (以及PGAGAIN和IRO)值。
- 在本应用笔记中,MAX1452可以作为一种产品选择。但是,该过程也适用于MAX1455,因为这两种产品只有很小的差别。
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