Drucksensor an ADC - Anfängerfrage

[bbraune]

Hallo!

Möchte eine Drucksensor mit einer Ausgangsspannung von 1-5V an einen 12Bit ADC anschließen.
Habe keinerlei Erfahrung mit ADC's. Brauche ein recht genaues Ergebniss der Wandlung.
Gibt es große Unterschiede in der Fehlertoleranz der ADC's? Kann mir vielleicht jemand ne Quelle schreiben wo ich mich mal belesen kann oder einen passende Schaltung beschrieben ist?

Gruß BB

[Hubert.G]

Schau einmal ins Datenblatt vom LTC1286, da ist auch eine Applikation enthalten.
Was die Genauigkeit anbelangt musst du bedenken das eine 12bit Auflösung bei 5V etwas 0,0012V sind. Deine Referenzspannungskonstanz und Rauschunterdrückung muss also besser sein wenn sie das Messergebnis nicht beeinflussen sollen.

[bbraune]

Wie muss ich mir das mit er Rauschunterdrückung vorstellen?

[Hubert.G]

Jedes elektronische Bauteil hat ein gewisses Eigenrauschen, bedingt durch Material, Aufbau, Temperatur, das sich dann teilweise auf die Spannung überträgt. Ich weiss nicht ob du ein Oszi hast, wenn ja, dann schau dir mal die Spannung z.B. nach einem 7805 an. Bei meinem sind das 0,05V, das ist schon ganz gut und spielt bei digitalen Schaltungen keine Rolle. Du musst deine Stromversorgung so aufbauen das das Rauschen kleiner als 0,0012V ist.
Wie gross hast du dir denn die Auflösung deines Drucksensor vorgestellt?

[Besserwessi]

Die Auflösung von AD Wandlern ist nicht unbedingt mit der Genauigkeit gleichzusetzen. So haben z.B. Sigma Delta ADs oft ein im Vergleich zur Auflösung hohes Rauchen. Das andere extem sind viele Dual Slope Wandler wie sie in Multimetern zu finden sind, hier ist das Rauschen und Nichtlinearität oft sehr klein. ZUm Beispiel wird für den ICL7135 (dual Slope Wandler) eine differentielle Nichtlinearität von 0.01 LSB angegeben, während bei schnelleren Wandlern 0.25 bis 1 LSB üblich sind.
Das soll nicht heißen das SigmaDelta Wandler prinzipiell schlecht sind, man muß nur das ganze Datenblatt lesen, und nicht nur die Auflösung anschauen.

Eine gute Quelle für Informationen über die Wandler sind die Datenblätter mit den dazugehörigen typischen Anwendungen. Dabei aber die Angaben im Kopf kritisch sehen, da werden oft die best möglichen Werte angegeben die in der Regel nicht gleichzeitig erreichbar sind.

Zur Rauschunterdrückung hilft es oft mehrmals zu messen und die Werte zu Mitteln. Ähnliches hilft um Netzbrummen oder 100 Hz Störungen zu unterdrücken. Prinzipiell kann man bei weniger Bandbreite ein kleineres Rauschen erreichen.

[bbraune]

Jedes elektronische Bauteil hat ein gewisses Eigenrauschen, bedingt durch Material, Aufbau, Temperatur, das sich dann teilweise auf die Spannung überträgt. Ich weiss nicht ob du ein Oszi hast, wenn ja, dann schau dir mal die Spannung z.B. nach einem 7805 an. Bei meinem sind das 0,05V, das ist schon ganz gut und spielt bei digitalen Schaltungen keine Rolle. Du musst deine Stromversorgung so aufbauen das das Rauschen kleiner als 0,0012V ist.
Wie gross hast du dir denn die Auflösung deines Drucksensor vorgestellt?

Brauche mehrere Sensoren. Ein Sensor im Bereich von 0-16 Bar, einer +-25 mBar mit einer Genauigkeit von 0,05 Bar bzw. mBar. Und einer 0-350 Bar mit 0,1 Bar Genauigkeit.

Wenn ich das richtig verstanden habe, habe ich 3 Quellen die rauschen? Der Sensor, der ADC und die Referenzspannung. Das Rauschen des Sensors kann ich wohl nicht beeinflussen. Bei dem ADC muss ich dann wohl einen bosonders rauscharmen nehmen. Kann man da einen empfehlen? Gibt es fertige Schaltungen für Referenzspannungsquellen die für meine Anwendung genügen?

Habe in den Datenblättern von ADC's den Begriff "Sample Rate (max)" gelesen. Ist das die Abtastrate wie oft pro Sekunde dann der Sensor ausgelesen wird? Bei mir würde 1000-10000 mal pro Sekunde völlig ausreichen.

[bbraune]

Habe unter Link (http://www.sprut.de/electronic/referenz/index.htm) eine Beschreibung für eine Referenzspannungsquelle gefunden, mit einer Genauigkeit von 5,000 V ±0,05%. Wäre das für meine Zweck in Ordnung?

[Besserwessi]

Der LTC1286 wäre geeignet. Der ADS7822 ist fast gleich.
1000-10000 je Sekunde Werte sind für einen normalen Drucksensor schon reichlich viel, zumindest wenn die alle echt sein sollen und nicht nur zum mitteln. Da man dann die Netzfrequenz nicht mehr durch mitteln unterdrücken kann muß man auf einen gut geschirmten Aufbau achten, sonst hat man schnell Netzbrummen drin.
Die Referenzspannung sollte ausreichen.

[bbraune]

Der LTC1286 wäre geeignet. Der ADS7822 ist fast gleich.
1000-10000 je Sekunde Werte sind für einen normalen Drucksensor schon reichlich viel, zumindest wenn die alle echt sein sollen und nicht nur zum mitteln. Da man dann die Netzfrequenz nicht mehr durch mitteln unterdrücken kann muß man auf einen gut geschirmten Aufbau achten, sonst hat man schnell Netzbrummen drin.
Die Referenzspannung sollte ausreichen.

Das sind doch schon mal nützliche Tips. Vielen Dank schon mal für eure Hilfe.

Wie muss ich bei der "guten" Abschirmung vorgehen? Die kompl. Schaltung in einen Metalkäfig?

[the_Ghost666]

Bei solch genauen Sachen beginnt es schon beim Leiterplattenlayout (ich hoffe du willst das nicht mit Lochraster aufbauen). Bei analogen Schaltungen ist es wichtig eine analoge Masse zu haben, die sternförmig an einem Punkt zusammenläuft. Ausserdem werden Masseflächen benötigt, die Störungen abfangen sollen. Bei der Auslegung der Spannungsquelle solltest du vorsichtig mit Schaltwandlern sein, da diese oft hochfrequente Störungen einstrahlen, dagegen könnte ein Blechgehäuse helfen. Das Netzbrummen solltest du möglichst gut ausfiltern. Du musst beachten, dass Bauteile mit der Temperatur ihre Eigenschaften verändern, also mit der Temperatur driften.
Wo soll das eingesetzt werden, klingt nach industrieller Umgebung bei den Drücken.

[oberallgeier]

Hei, bbraune,

Ghost hat recht - klingt nach industrieller Umgebung. Ich habe sehr gute Erfahrungen gemacht mit einem schweizer Hersteller von Druckaufnehmern (http://www.keller-druck.com/). Allerdings sind dort hohe Frequenzen im Bereich von einigen hundert Hertz. Vielleicht sprichst Du mal mit denen. Ich fand die immer recht offen.

[bbraune]

Möchte bei einem Atemregler(zu Tauchen) die Ein- und Ausatemdrücke +-25mBar, den Mitteldruck 0-16 Bar und den Hochdruck 0-350 Bar messen.

Habe mich zwar noch nicht mit beschäftigt, aber ich wollte schon eine "richtige" Platine mit einem Layoutprogramm entwerfen.

Wie muss ich mir das mit "...analoge Masse zu haben, die sternförmig an einem Punkt zusammenläuft." vorstellen?

Den Temperaturdrift kann ich wohl mit hochwertigen und toleranzarmen Bauteilen erreichen? Wichtig wäre das ja eigentlich alles nur bis zum Ausgang des ADC? Danach, müsste das digital Signal doch nicht mehr so "empfindlich" sein?

Den schweizer Hersteller werde ich mir mal anschauen.

[bbraune]

Habe unter LINK (http://www.pci-card.com/faq007.html) eine ganz interessante Seite über ADC's gefunden.

Würde es Sinn machen die Kopplung vom ADC mit einem Mikrokontroller durch einen Optokoppler zu trennen?