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毫伏级信号在AD595调理过程中的处理方法(实际经验)

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毫伏级信号在AD595调理过程中的处理方法(实际经验)

       在前面的博客中,我曾向大家介绍过用于热电偶信号调理的ADI公司专门芯片AD595,我们在实际的工程中的确使用AD595去调理热电偶出来的信号,具体调理电路我们在前面的博客中有所提及,在此我就不再讲述,主要还是想讨论一下关于热电偶信号在调理过程中的处理方法。

       首先我们看一下AD595芯片提供的关于输入毫伏信号与输出温度之间的对应关系:

       从AD595的输入与输出温度之间的对应分度表,我们可以看出其输入最小为-7.89mV,最大为50.633mV,可以说已经是非常小的信号,以我们的工程经验,大约1mV的输入信号,对应24℃的温度输出,也就是说,只要有多余的0.1mV的输入,就会多出2.4℃,对于温度要求非常苛刻的系统来说,干扰信号处理尤为重要。

    其次,硬件上保证AD595的输出信号很“干净”,我们在工程中使用对AD595的输出滤波,采用由运算放大器组成的二阶压控有源滤波器,滤除输出信号中的杂波,具体二阶压控有源滤波器的连接方法,大家可以参考《模拟电子技术基础》童诗白主编的有源滤波器部分第352页,压控电压源二阶低通滤波电路图例。

    然后,交流信号的干扰。做过数据采集系统的朋友应该清楚,交流信号对直流信号的干扰,在数据采集,即模数转换中非常严重。对于我们来说有用的直流信号,特别是这种毫伏级信号,如果串入的交流信号幅值、信号频率很高的话,我们AD转换芯片采集到的直流电压信号一直在跳跃,不稳定,究其原因,我们通过示波器不难发现,AD转换芯片的直流输入有跳跃性的“坑”,俗称“坑”出现,无法很好的完成数据的采集过程。我们对这类毫伏级信号在AD595的调理过程中是通过在使用AD595的系统外增加4200Pf电解电容来吸收这类交流信号干扰的,经测试发现,没有加电解电容前,有将近50mV(有效值)的交流信号输入,对于我们几毫伏的直流输入信号来说,测得的温度不符合要求,这已经非常可怕啦,加入电解电容后,发现交流信号只有1.2mV左右啦,此时测得的温度就比较准确。可见交流信号对我们有用的直流信号来说影响是很大的。

    最后,比较严重的接“地”问题。对于这类毫伏级输入的模拟信号,系统接地非常关键,正如我们前面所说,1mV的输入对应24℃的温度,如果接地哪怕少1mV,也会带来很大的温度差别。在系统设计时,尽量保持接地线非常粗,使得导通性非常好,做到最后的单点接地。

再就是保证系统供电之间的接地一致,不要使其中间有压差信号存在。哪怕有一点压差,实在解决不掉,我们在系统软件中可以通过人为方式解决掉,不然测得的温度与理想值有很大的差距。

    希望我的这点心得体会,能够给大家在解决热电偶信号故障时带来某些帮助,我将感到无比的欣慰,谢谢!!!