利用MAX1452實現(xiàn)遠端傳感器補償
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本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/161707.htm
OFF補償
在這一點，傳感器還應(yīng)該保持在溫度T2和壓力PMIN。通過調(diào)整OFF DAC，完成T2或者T1的最終失調(diào)調(diào)整，如果需要，調(diào)整OFF DAC符號位，直到VOUT等于所需要的失調(diào)電壓(在這一例子中是0.5V)。
現(xiàn)在完成了傳感器補償!
驗證傳感器補償
把變送器置于各種溫度和壓力點下，來驗證補償效果，校驗PGAOUT。
實例
下面的數(shù)據(jù)展示了上面詳細闡述的過程的效果。采用了100KpaG測量傳感器(序列號：NPH-8-100GH)，其輸出補償為PMIN = 0，PMAX = 100KpaG，T1 = -40°C和T2 = +125°C。目標輸出電壓為PGAOUT(PMIN) = 0.5V，PGAOUT(PMAX) = 4.5V。在補償過程完成時，補償后的變送器為T = -40°C，0°C，+25°C，+75°C和+125°C。兩點溫度補償完全消除了傳感器誤差的線性部分。補償后變送器的總誤差和未補償傳感器誤差的非線性分量大致相當。
表1列出了未補償和補償后變送器的測量輸出和計算誤差。未補償傳感器的誤差有兩種形式：總誤差(TE)和非線性誤差(NE)。TE由TC誤差的線性和非線性組成(以25°C間隔為參考)。NE是總誤差減去所計算誤差的線性分量，誤差是指和通過數(shù)據(jù)兩個端點的直線的偏差(端點直線擬和)。表1中的數(shù)據(jù)在圖1至圖3中以曲線的形式表示。圖1所示是未補償傳感器的總誤差；圖2是未補償傳感器誤差的非線性分量；圖3是變送器補償后的總誤差。數(shù)據(jù)表明兩點補償過程完全消除了傳感器的線性分量，變送器補償后的TE和未補償傳感器的非線性分量大致相當。
表1. 未補償傳感器和補償后的變送器數(shù)據(jù)
| 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 |
在這個例子中，對極端溫度點進行了補償，對測量的數(shù)據(jù)進行了端點直線擬和，以便清楚地演示兩點溫度補償?shù)男Ч?。極端溫度點并不是傳感器補償最佳點，因為誤差會偏向一側(cè)(理論上，幅度加倍)。在應(yīng)用中，需要憑經(jīng)驗選擇最佳溫度補償點，這樣，變送器誤差均勻分布在0%誤差線附近。一般情況下，滿量程的25%和75% (中點)溫度點將給出最佳誤差分布。如果在這個例子中選擇了最佳補償溫度點，那么，誤差分布大約在表1所示誤差一側(cè)的±½ (以0%誤差線為中心)。
圖1. 未補償傳感器總誤差—結(jié)合了一階和二階誤差
圖2. 未補償傳感器的二階誤差，是圖1中數(shù)據(jù)端點直線的偏差。
圖3. 變送器補償后的誤差。這是系數(shù)補償后的總誤差。兩點溫度補償只能糾正誤差的線性部分。
結(jié)論
- 本應(yīng)用筆記旨在作為一個實例來演示遠端傳感器補償過程，介紹手動操作實現(xiàn)補償?shù)姆椒ā?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/MAX1452">MAX1452用戶手冊介紹了更適合自動補償?shù)钠渌椒?，該手冊包含在評估板軟件工具中，可以從Maxim網(wǎng)站下載。
- 為充分發(fā)揮MAX1452的功能，需要進行兩次補償。第一次是確定OTC和FSOTC系數(shù)，以有效地校正TC誤差的線性分量，如本文檔所述。第二次是多點溫度補償，以正確的系數(shù)填充OFF和FSO查找表，抵消剩余的非線性TC誤差。MAX1452用戶手冊介紹了多點溫度補償過程。
- 在生產(chǎn)環(huán)境中，能夠以標稱值裝載OTC和FSOTC DAC，只進行一次多點溫度補償，以充分利用MAX1452的功能。之所以這樣，是因為類似傳感器的TC特性(例如，靈敏度和失調(diào)等)非常相似。在代表性的樣片上進行兩點補償就可以確定標稱OTC和FSOTC (以及PGAGAIN和IRO)值。
- 在本應(yīng)用筆記中，MAX1452可以作為一種產(chǎn)品選擇。但是，該過程也適用于MAX1455，因為這兩種產(chǎn)品只有很小的差別。
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