PhotoDiode运放不理解的地方

发表于 2021-3-8 22:59

本帖最后由 Jack315 于 2021-3-8 23:05 编辑

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-8 22:44
这是分段采集的 ADC，多次采集，一致性如图组。

图标是ADC的曲线，看着时候没有明显的异常ADC 都重合一 ...

给个数据文档，帮你看看。

发表于 2021-3-8 23:01

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-15 17:17 编辑

采用的原始值，需要稳定到t值如3456.13 小数点位才能使得最终满足需求。

发表于 2021-3-8 23:06

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-8 23:01
这是采用的原始值，需要稳定到t值如3456.13 小数点位才能使得最终满足需求。

...

另外方便晒晒实验的图片吧？尤其是对被照射材料长度等想像不出来。

发表于 2021-3-8 23:14

采的100个数据最后平均后是出一个还是100个？是第一次600个数据填满数据缓冲区以后进一个数据和以前所有数据平均后出一个数据么？

发表于 2021-3-8 23:22

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-4-1 14:31 编辑

光纤测温的好处就是将光纤直接接触到各种高压发电机，航空发电机，医疗等产品都没有EMI EMC 电磁干扰等各种干扰问题
因为它是无源的，完全和硬件物理隔离的，只有光学接触。不像PT100接触或者红外测温距离和精度不够

这个产品只要电路板原理被原理测物理，那它优势是巨大的。也大量应用到了发电机，油管高温，医疗器械温度检测。

发表于 2021-3-8 23:24

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-8 23:42 编辑

yjmwxwx 发表于 2021-3-8 23:14
采的100个数据最后平均后是出一个还是100个？是第一次600个数据填满数据缓冲区以后进一个数据和以前所有数 ...

这个100个数据最后只得到一个有效值出1个值tao（其实我也想最后这样一个周期就能稳定得到要的tao值，这样温度就稳定到0.1°C了）

实际现在只能开机后缓冲几秒，一个大缓冲是放这些tao组可以放200个，每次modbus来问就取平均，因为目前不这样做的话，单单靠一个tao 实在没法稳定到小数点位。

现在C1改成33pf后稳定了不少但离老外的产品稳定性还差挺多。

登录 · 发表于 2021-3-8 23:50

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-8 23:01
这是采用的原始值，需要稳定到t值如3456.13 小数点位才能使得最终满足需求。

...

取 “20组…xlsx" B7:B66 中的测量数据，
采样时间如果按描述理解：

采样时间如果是等间隔：

假设采样时间等间隔是正确的，在 Excel 中拟合的参数为：
a = 2762.29
b = 0.006239
c = 115.7374

1/b = 160.2891
对应的 z 组数据平均值为 44.4，与模型参数 c = 115.7374 相差较大。

LZ 看看是哪里的问题。

建议在软件中同时记录采样时间。

发表于 2021-3-9 00:09

按每个数据点间隔 100 us，重新拟合的参数：
a = 2762.02
b = 0.0003120
c = 116.11

1/b = 3204.81

参数 c 应该与 z 组数据的平均值接近。
因为 z 组数据的平均值大致代表了噪声的平均水平；
而参数 c 是代表了拟合的噪声水平（t->∞ 时的值）。
这表明或者测量数据误差大，或者拟合模型选择错误。
前者的可能性大。

登录 · 发表于 2021-3-9 08:24

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-8 23:24
这个100个数据最后只得到一个有效值出1个值tao（其实我也想最后这样一个周期就能稳定得到要的tao值，这 ...

看你的跳动很小了，这ADC就这样了，只能增加样本平均数量，我最近做了一个ADC采数据的比你这个跳动还大，也是不知道怎么能解决。你这个荧光测温是测衰减时间吗？以前看别人做的Q表也是测衰减时间，用的高速比较器，做出来很稳定。

把你采的70个数据输入到软件看下频谱，一段1毫秒采集10个也就是采样率10K采集70个点

发表于 2021-3-9 08:47

yjmwxwx 发表于 2021-3-9 08:24
看你的跳动很小了，这ADC就这样了，只能增加样本平均数量，我最近做了一个ADC采数据的比你这个跳动还大， ...

是的，测衰减时间。

原先是1ms 采集10个，采集6段 60个，后来发现计算tao 不稳定就采集点翻了10倍的数据量进行计算

但还是和老外做的产品稳定性差了很多。

发表于 2021-3-9 09:03

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-4-1 14:32 编辑

点位和相关的温度计t值

登录 · 发表于 2021-3-9 10:22

本帖最后由 Jack315 于 2021-3-9 10:29 编辑

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-9 09:03
Point    Temperature(°C)       Decay Time(μsec)
01       200.00                2157.72
02  ...

这个表应该是通过测量得到的，LZ 能晒晒具体的测量过程和量具的具体型号（说明书）吗？

衰减时间 (Decay Time) 与温度 (Temperature) 的模型：

测量时，应使用模型的公式计算。
通过查表插值时，应使用 Predicted 列（模型）的数据，而不是 Decay Time 列（测量得到）的数据。

测量温度的精度随温度升高而提高。
假设测量温度的精度要求是 0.1 °C，则衰减时间的测量精度要小于 0.1 * 10.26 = 1.026

关于测量方面的有关问题，等硬件和软件都搞定后再讨论。

登录 · 发表于 2021-3-9 10:54

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-9 09:03
Point    Temperature(°C)       Decay Time(μsec)
01       200.00                2157.72
02  ...

我看了你的excel，原来是一个测温方法
我给你搞了个简单的算法，你试试

发表于 2021-3-9 11:19

叶春勇发表于 2021-3-9 10:54
我看了你的excel，原来是一个测温方法
我给你搞了个简单的算法，你试试

谢谢！，我试试看
是的就是利用adc的值指数衰减这些数据，来得到一个时间tao，这个tao的高精度和稳定度直接决定了最终的温度值。

登录 · 发表于 2021-3-9 12:55

本帖最后由叶春勇于 2021-3-9 13:14 编辑

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-9 11:19
谢谢！，我试试看
是的就是利用adc的值指数衰减这些数据，来得到一个时间tao，这个tao的高精度和稳定度 ...

我推导了一下：第三个公式应该是最好的，变化率大。偏置量，通过求差，已经相互抵消

登录 · 发表于 2021-3-9 13:40

给一个比较适合单片机的算法。

公式推导：

利用差分，抵消了噪声的平均水平 N。
测量值的差分将只与采样时间（公式中的 t2）有关。

具体做法是在激励关闭、开始采样后，
按时间等间隔采样，并将采样值依次求差分 ∆I(t)=I(t) - I(t-1)。
利用一个指数函数的表，通过插值的方法求出差分的自然对数 y=Ln(∆I(t))。
用 t 和 y 做线性回归，得到 y = k * t + b
衰减时间 τ = - 1 / k

这是实验结果：

“精确”解为：3204.81
这个算法的解为：3239.07
相比“精确”解，精度的误差比原来的扩大了 1.07% 。
这个误差水平是否能接受不好说。
如果温度精度要求为 0.1°C，这个精度水平超标了。

@〽️〽️〽️ · 发表于 2021-3-9 13:45

无论是差分，还是积分（求和），都包含了这个假设：
噪声平均水平不变。

这个假设现在还不能排除不成立的可能。

登录 · 发表于 2021-3-9 14:00

量具：Fluke 1552A

技术指标：

这是有能力测量 0.01°C * 10 = 0.1 °C 精度要求的量具。

准确度和精确度的含意：

分辨率是精确度的另一种表示方法。

登录 · 发表于 2021-3-9 14:05

下面这个图说明了测量系统的变异源：

LZ 在设计的是一个量具。后续都要根据上图逐项进行考察。

顺便问下：
这个是以后要批量生产的还是公司自用的量具？

登录 · 发表于 2021-3-9 14:05

Jack315 发表于 2021-3-9 14:00
量具：Fluke 1552A

这个是公式推导：这个测温度，不需要拟合的，找到温度与测量出来的I值对应就行了。

[运放] PhotoDiode运放不理解的地方

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