Termometro digitale con tre cifre dopo la virgola
9 Anni 9 Mesi fa - 9 Anni 9 Mesi fa #26
da Mauro Laurenti
Risposta da Mauro Laurenti al topic Termometro digitale con tre cifre dopo la virgola
...discussione curiosa ed interessante.
Ma noto che e' un tira e molla tra chi non cede e chi vuole andare avanti.
3 cifre dopo la virgola, nessun problema.
...ma mettiamo due soli numeri.
considerando che 0-100C e un range 0-5V equivale a 0,05V per grado, e se si vuole misurare il millesimo di grado, vuol dire che bisogna poter misurare tensioni di 50uV.
Questo vuol dire che i vari errori introdotti dai vari componenti che metteremo devono essere inferiori a 25uV, per dare significato alla misura alla terza cifra.
...un operazionale ha spesso offset dell'ordine del mV a meno di non prendere quelli stabilizzati con ingresso chopper, che possono scendere a qualche decina di uV.
Il problema dell'offset si potrebbe eliminare con opportuna calibrazione del sistema, manuale o con microcontrollore.
A questi livelli di precisione lo shift termico dei vari parametri ha pero' un ruolo importante e possiamo parlare di diversi uV (e decine di uV) per grado. Il sistema dovrebbe probabilmente avere anche una stabilizzazione termica per limitare i problemi, o eseguire delle correzioni in funzione di valori di calibrazione (presuppone l'avere un sistema piu' accurato di quello che si vuole realizzare per mezzo del quale calibrare il sistema...un cane che si morde la coda)
Il rumore termico gioca anche un ruolo importante. Questo rumore si puo' ridurre integrando nel tempo, ovvero mediando alcune misure, ma e' necessario un microcontrollore/DSP.
La scelta dell'operazionale non e' banale, e non e' economica.
ADC a 18 bit sono di alta precisione e la progettazione del PCB deve essere fatta in maniera accurata.
Il layout gioca un ruolo importante.
Per supportare in maniera adeguata 18 bit e' necessaria anche una sorgente di riferimento adeguata e un'ottima alimentazione. 18 bit di ENOB, allo stato attuale, non li possiede nessun ADC che non sia stand alone.
Non ci sono microcontrollori/DSP/Integrati generici commerciali che integrano ADC e garantiscano questa precisione. Usando ADC a minor risoluzione e sfruttando l'oversampling (vista la banda ridotta del segnale) potrebbe ovviare/limitare il problema, ma un buon ENOB non necessariamente equivale a dire un buon ADC.
Un sistema a 3 cifre non e' economico, e onestamente rendere significative tutte le cifre richiederebbe, tempo, denaro e conoscenze tecniche che non molti hanno (se ci volessi rientrare mi dovrei mettere a studiare un po' di libri)
.
...se vi ho demoralizzato sulle tre cifre, sono riuscito nel mio intento!
...partirei da 1 cifra decimale e se siamo forti metterei la seconda!
...e tutti possono dormire sogni tranquilli...senza sognare al rumore che uccide il nostro segnale!
Saluti,
Mauro
Ma noto che e' un tira e molla tra chi non cede e chi vuole andare avanti.
3 cifre dopo la virgola, nessun problema.
...ma mettiamo due soli numeri.
considerando che 0-100C e un range 0-5V equivale a 0,05V per grado, e se si vuole misurare il millesimo di grado, vuol dire che bisogna poter misurare tensioni di 50uV.
Questo vuol dire che i vari errori introdotti dai vari componenti che metteremo devono essere inferiori a 25uV, per dare significato alla misura alla terza cifra.
...un operazionale ha spesso offset dell'ordine del mV a meno di non prendere quelli stabilizzati con ingresso chopper, che possono scendere a qualche decina di uV.
Il problema dell'offset si potrebbe eliminare con opportuna calibrazione del sistema, manuale o con microcontrollore.
A questi livelli di precisione lo shift termico dei vari parametri ha pero' un ruolo importante e possiamo parlare di diversi uV (e decine di uV) per grado. Il sistema dovrebbe probabilmente avere anche una stabilizzazione termica per limitare i problemi, o eseguire delle correzioni in funzione di valori di calibrazione (presuppone l'avere un sistema piu' accurato di quello che si vuole realizzare per mezzo del quale calibrare il sistema...un cane che si morde la coda)
Il rumore termico gioca anche un ruolo importante. Questo rumore si puo' ridurre integrando nel tempo, ovvero mediando alcune misure, ma e' necessario un microcontrollore/DSP.
La scelta dell'operazionale non e' banale, e non e' economica.
ADC a 18 bit sono di alta precisione e la progettazione del PCB deve essere fatta in maniera accurata.
Il layout gioca un ruolo importante.
Per supportare in maniera adeguata 18 bit e' necessaria anche una sorgente di riferimento adeguata e un'ottima alimentazione. 18 bit di ENOB, allo stato attuale, non li possiede nessun ADC che non sia stand alone.
Non ci sono microcontrollori/DSP/Integrati generici commerciali che integrano ADC e garantiscano questa precisione. Usando ADC a minor risoluzione e sfruttando l'oversampling (vista la banda ridotta del segnale) potrebbe ovviare/limitare il problema, ma un buon ENOB non necessariamente equivale a dire un buon ADC.
Un sistema a 3 cifre non e' economico, e onestamente rendere significative tutte le cifre richiederebbe, tempo, denaro e conoscenze tecniche che non molti hanno (se ci volessi rientrare mi dovrei mettere a studiare un po' di libri)
....se vi ho demoralizzato sulle tre cifre, sono riuscito nel mio intento!
...partirei da 1 cifra decimale e se siamo forti metterei la seconda!
...e tutti possono dormire sogni tranquilli...senza sognare al rumore che uccide il nostro segnale!
Saluti,
Mauro
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