СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-8

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ = 1/ f sample является периодом следова ния выборок, выражение (6) можно за писать в виде: V signal = V RTD – V N (2 s /( s + + 2 f sample )). (7) Если мы проанализируем выраже ние (7), то видно, что оно описывает фильтр высоких частот. С другой сто роны, аналого цифровые преобразо ватели являются фильтрами низких частот, что способствует снижению общего шума системы. Кроме того, при взгляде на схему, показанную на рисунке 4, становится очевидным, что точность системы целиком зави сит от точности токового ЦАП. Если погрешность токового ЦАП 5%, то и ошибка измерения 5%. Это является составляющей погрешности усиле ния в измерении и неприемлемо для большинства систем. Существуют и другие составляющие погрешности усиления, первопричиной которых является АЦП и точность его опорно го напряжения. Если АЦП имел опор ное напряжение с точностью всего 1%, все измерения, сделанные при по мощи этого АЦП, пострадают от этой погрешности усиления в 1%. Посколь ку мы здесь измеряем температуру, проблема дрейфа может даже усугу биться. Наилучшим способом избежать вли яния различных погрешностей усиле ния является калибровка всех изме рений по более точной постоянной величине. С этой цельюможет быть ис пользован резистор с точностью 0,1%. На рисунке 5 приведена схема, в кото рой подсоединён калибровочный ре зистор. Сначала производится измерение на образцовом резисторе. Это измерение подвержено погрешностям усиления, которые обсуждались выше. Однако на следующем этапе тот же самый ток проходит через термодатчик, и напря жение на нём измеряется при тех же условиях. Два измерения АЦП устра няют любую погрешность усиления, поскольку измерение сопротивления термодатчика выполнено относитель но калибровочного резистора. Теперь точность системыоснована на точнос ти и допуске использованного эталон ного резистора. С ООБРАЖЕНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ В МИЛЛИВОЛЬТАХ До этого момента мы обсуждали проблемы, возникающие при выпол нении прецизионных аналоговых из мерений в стандартных высокоточных системах, где диапазон измерения обычно выражается в вольтах. Суще ствуют системы, которые имеют диа пазон измерения в милливольтах, что создаёт для разработчиков новые 75 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2011 реклама IDAC8 ADC_DelSig АЦП Аналоговый коммутатор RTD 100 ohm 0,1% CailNeg CailPos DACCurrentCail DACCurrent Vss eoc 16 bit ЦАП с токовым выходом + – 0 2 Коммутатор 0 1 RTDNeg RTDPos ΔΣ Рис. 5. Четырёхпроводное измерение сопротивления термодатчика с коррекцией погрешности усиления © СТА-ПРЕСС