4-20mA输出校准问题

只看该作者 · 2023-6-17 14:40

用的12位 spi DAC 芯片，接LM358A做的4-20mA多通道输出

DAC Vref用的4.096V的外部参考源电源

但DAC输出8个通道  总会有点偏差，已于手工校准最低，最高位
比如通道1 814对应4mA  4037对应20mA
比如通道2 808对应4mA  4032对应20mA
比如通道3 805对应4mA  4024对应20mA

那这种不同的CH1（814~4037） CH2（808~4032） CH3( 805~4024）
怎么统一转换DAC要求的0-4095的范围？

直接输出不进行比例算法修正好像不行，因为CH1  CH2 CH3 数值范围宽度不一样。

导致一个温度比如23.5°C的计算后得到DAC值给DAC芯片输出的电流，实际显示表可能24.3°C

只看该作者 · 2023-6-17 15:18

如果线性度没有问题，不就是求y=kx+b的k和b吗？已知直线上的2点坐标，k和b就能求出来了。没太明白你的问题在哪里？

只看该作者 · 2023-6-17 17:18

本帖最后由 siliconnect 于 2023-6-17 17:26 编辑

理论 819~4095 对应4~20mA  格子3276个

实际通道1校准得到 814~4037 对应4~20mA  格子只有3223
实际通道2校准得到 808~4032 对应4~20mA  格子只有3224
实际通道3校准得到 805~4024 对应4~20mA  格子只有3219

举例  通道1测得温度值123.5f
设定dac_Tmin=-40.0f
设定dac_Tmax=200.0f
校准时，4mA=814 dac值 20mA=4037 dac值

dac_16_reg_fval  = 814 +  (4037-814)* (((123.5f- dac_Tmin) / (dac_Tmax - dac_Tmin)));
dac_16_reg_fval  = (dac_16_reg_fval + 0.5); //凑整型时四舍五入
dac_16_temp_ival1 = (uint16_t)dac_16_reg_fval; //浮点强制转成一个整型

dac_12bit_setPortectData(0, dac_16_temp_ival1);    //通道0，输入理囵值式 (2047/4095)*20mA  = 10mA

这样肯定存在一个总范围不一致的问题  与DAC芯片输入4095 对应不上，导致全部通道都会输出值偏大
直接y=kx+b 试了下不符合

1万 · 2023-6-17 17:31

分段呀，每段进行y=kx+b

只看该作者 · 2023-6-17 18:06

本帖最后由 siliconnect 于 2023-6-17 18:08 编辑

凑了个数值 0.99256f; 手工凑慢慢看各段显示温度都几乎正常

dac_16_reg_fval * 0.99256f; 这个系数后，倒是正常了现在要解决，这个0.99256f 系列通过什么可以算出来

base_offset1=(float)((float)(4037-814)/(float)(4095- 819));
这个算出来 0.98不对, 和0.99256f 差很多

只看该作者 · 2023-6-17 18:53

siliconnect 发表于 2023-6-17 17:18
理论 819~4095 对应4~20mA 格子3276个

实际通道1校准得到 814~4037 对应4~20mA 格子只有3223

按照你的描述应该是整个DA输出到电流的转换线性度不够，那就多测一些点，然后再去拟合这条直线

只看该作者 · 2023-6-17 21:27

参考电压都不一定准确

1万 · 2023-6-17 22:02

不知道楼主问题解决了吗 ? 是电源不稳定还是DAC输出线性度不好呢

只看该作者 · 2023-6-18 10:07

siliconnect 发表于 2023-6-17 18:06
凑了个数值 0.99256f; 手工凑慢慢看各段显示温度都几乎正常

dac_16_reg_fval * 0.99256f; 这个系数后，倒 ...

1. Vref的稳定如何？是否满足实际的需求？
2. 凑一个公式肯定是不对的，器件的离散性无法克服的。
3. 你现在得到的结果是软件给出的，硬件是否达到设计要求？这是需要重点关注的，产生这样的结果肯定是有硬件方面的原因的，包括器件选型，电路结构和PCB布线。

只看该作者 · 2023-6-18 11:00

个人经验，部分358热稳定性不好，用在4-20输出的恒流源有点勉强，需要注意。
另外，进行内部数字标定会影响输出精度，所以最好采用双精度输出计算+硬件量程矫正，这样软件仅矫正零点，对精度影响最小。

只看该作者 · 2023-6-18 13:01

本帖最后由 siliconnect 于 2023-6-18 13:48 编辑

田舍郎发表于 2023-6-17 21:27
参考电压都不一定准确

ADR3540
4.096V 用fluke 789测是4.096v 准的

只看该作者 · 2023-6-18 13:03

本帖最后由 siliconnect 于 2023-6-18 13:57 编辑

zlf1208 发表于 2023-6-18 10:07
1. Vref的稳定如何？是否满足实际的需求？
2. 凑一个公式肯定是不对的，器件的离散性无法克服的。
3. 你 ...

ADR3540
4.096V 用fluke 789测是4.096v 准的

CMB128S085 12位DAC 输出8个通道
vrefA直接接了VrefB 一颗Ref=4.096V

只看该作者 · 2023-6-18 13:10

lvyunhua 发表于 2023-6-17 22:02
不知道楼主问题解决了吗 ? 是电源不稳定还是DAC输出线性度不好呢

未解决
这两天周六周日在想办法解决，
和DAC芯片应该没关系，还是自己算法问题
PCB布局也肯定有问题，但这应该通过校准算法都能修正
现在凑了个数据，0.99256* dac_val后，每个通道都完全满足测量精度
而且试了SMT的30片板子，全部测量值满足。今天下午又贴了200片，周一再试试看
未解决的就是这个0.99256 应该通过什么算法方法来自动得到，而不是像我这样手工去凑了个巧