СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-3

ся изменением и входного напряже ния, и сопротивления нагрузки. Пер воначальная калибровка была выпол нена с целью устранения исходных погрешностей коэффициента переда чи и напряжения смещения, связан ных со всеми компонентами, исполь зованными на плате. Рисунок 4 представляет график вы ходного напряжения на резисторе R L как функциюмалых значений входно го тока, протекающего через R SHUNT и измеренного при помощи схемы, по казанной на рисунке 1. Значение R SHUNT составляет 10 мОм, R G = 13 Ом, R BIAS = 100Ом, R 1 = 10 кОм, нагрузочное сопротивление составляет 200 Ом, R L = = 200Ом, напряжение на стабилитроне равно 5,1 В; в качестве ОУ использован AD8628; МОП транзистор – BSS84. Мак симальная относительная погреш ность равна 0,69%, а средняя погреш ность составляет 0,21% после калиб ровки. Рисунок 5 представляет график ли нейности выходного напряжения AD8210 как функциюмалых значений входного тока, протекающего через R SHUNT , измеренного при помощи схе мы, показанной на рисунке 2. Номинал R SHUNT составляет 10 мОм; R 1 = 20 кОм; R 2 = 0,5 кОм; сопротивление нагрузки равно 200 Ом. В качестве внешнего буфера опорного напряжения исполь зован AD8603. Максимальная относи тельная погрешность равна 0,03%, а средняя погрешность составляет 0,01% после калибровки. Рисунок 6 представляет график линейности выходного напряжения AD8217 в зависимости от малых значе ний входного тока, протекающего че рез R SHUNT и измеренного при помо щи схемы, показанной на рисунке 3б. Номинал резистора RSHUNT состав ляет 10 мОм, а сопротивление нагруз ки равно 50 Ом. Максимальная отно сительная погрешность составляет 0,088%, а средняя погрешность равна 0,025% после линейной коррекции. Отметим, что все испытания были сосредоточены в нижней части диапа зона и не покрывали весь диапазон от 50 мА до 20 А. Причина в том, что проб лема линейности главным образом проявляется на участке диапазона с низким выходным напряжением (ма лом однополярном токе). Также были выполнены температур ные испытания каждой схемыпри –40, +25 и +85. Таблица 2 показывает макси мальнуюотносительнуюпогрешность и среднюю погрешность, когда ис пользуется одинаковый поправочный коэффициент при +25 ° C для калибров ки данных при –40 и +85 ° C. Если в системе имеется температур ный датчик, различные поправочные коэффициенты могут быть исполь зованы для калибровки данных при различных температурах, но при уве личении числа компонентов и себе стоимости производства. Таблица 3 по казывает максимальную относитель ную погрешность и среднюю погрешность, когда использованыраз личные поправочные коэффициенты при температуре –40 ° C, +25 ° C и +85 ° C. Температурные испытания (см. ри сунки 7–9) демонстрируют высокую точность, доступную в широком диа пазоне температур с устройствами, ис пользующими технологию автомати ческой коррекции напряжения смеще ния, особенно в случае с AD8217. З АКЛЮЧЕНИЕ Результаты испытаний показывают, что все три схемных решения могут быть использованы для измерения то ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 54 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2011 19 5 7 9 11 13 15 17 0 50 100 150 200 AD8628 BEST FIT STRAIGHT LINE OF THE RESULTS (AD8628) y = 0,1019x + 2,2726 R 2 = 1 V OUT , мВ I IN , мА Рис. 4. Результаты испытаний при малых токах с ОУ типа AD8628 в схеме, показанной на рисунке 1 140 20 40 60 80 100 112 100 700 600 500 400 300 200 AD8217 BEST FIT STRAIGHT LINE OF THE RESULTS (AD8217) y = 0,2083x – 0,2418 R 2 = 1 V OUT , мВ I IN , мА Рис. 6. Результаты испытаний при малых токах с AD8217 в схеме, показанной на рисунке 3б 160 125 130 135 140 145 150 155 0 50 100 150 200 AD8210 BEST FIT STRAIGHT LINE OF THE RESULTS (AD8210) y = 0,2109x + 123,79 R 2 = 1 V OUT , мВ I IN , мА Рис. 5. Результаты испытаний при малых токах с AD8210 в схеме, показанной на рисунке 2б Таблица 2. Максимальная и средняя погрешность при различных температурах с использованием одинакового поправочного коэффициента Температура, °С Погрешность Схемное решение AD8628 AD8210 AD8217 –40 Максимальная погрешность, % 11,982 2,117 0,271 Средняя погрешность, % 4,929 2,059 0,171 +25 Максимальная погрешность, % 1,806 0,075 0,103 Средняя погрешность, % 0,228 0,039 0,022 +85 Максимальная погрешность, % 6,632 3,800 0,918 Средняя погрешность, % 5,769 3,498 0,421 Таблица 3. Максимальная и средняя погрешность при различных температурах с использованием различных поправочных коэффициентов Температура, °С Погрешность Схемное решение AD8628 AD8210 AD8217 –40 Максимальная погрешность, % 1,981 0,022 0,114 Средняя погрешность, % 0,303 0,009 0,023 +25 Максимальная погрешность, % 1,806 0,075 0,103 Средняя погрешность, % 0,228 0,039 0,022 +85 Максимальная погрешность, % 1,844 0,038 0,075 Средняя погрешность, % 0,241 0,013 0,020 © СТА-ПРЕСС