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從準度和精度說起……準度:準确度,指測量值(或預測值)和實際值有多相近。精度:精密度或精确度,指多個測量值(或預測值)互

作者:物聯網全棧開發

從準度和精度說起……

準度:準确度,指測量值(或預測值)和實際值有多相近。

精度:精密度或精确度,指多個測量值(或預測值)互相之間有多相近。

标定就是利用精度高一級的标準器具的測量值作為參照,确定傳感器測量值和真實值之間的轉換關系。

影響精準度的确認因素可以通過标定來消除。

比如,PT100傳感器的導線電阻,以及運放的輸入失調電壓,基本上是固定不變的,或者是受環境影響的變化或者随機變化比較小,可以通過标定消除其固定部分對精準度的影響。

一般來說,标準需要借助其它儀器,以及一些繁瑣的操作過程,在生産或者現場調試時可能由于調試員的能力或者工具條件等限制難以開展。

比如對PT100測溫電路的标定,可能需要這樣的過程:帶上标準儀器,制造溫度可調的熱源,采集一組資料,利用軟體編輯生成分段線性化的轉換表,再使用工具下載下傳到控制器。

對于隻懂得一些基本操作的調試員來說,這是一個不可能完成的任務。

如附圖1所示,程式代碼中固定的分段線性化轉換表是根據公式1以及公式2得到了,是沒有考慮PT100導線電阻和運放輸入失調電壓得到了,實際上,運放的輸入失調電壓有個體差異,而PT100的導線長度取決于變壓器與控制器之間的距離,每一個現場都不一樣。

是以,需要提供一種簡單的可供調試人員現場操作的标定方法,以消除導線電阻以及運放輸入失調電壓對測溫準确度的影響。

在程式代碼中将轉換的ADC值減去一個變量之後再通過分段線性表轉換得到溫度值,并提供接口讓現場調試人員調節該變量數值。

有兩種接口,

一種是通過可調電阻,如果将可調電阻接入到運放電路中調節偏置電壓,會影響運放的放大倍數,導緻轉換不準确。是以用可調電阻對+3.3V的電壓進行分壓,将分壓值送入單獨的ADC通道采樣轉換,将得到的ADC值放縮之後作為變量數值。

另一種是在網頁或者螢幕上通過value slider控件,讓使用者直接拖動調節數值。

這樣,調試人員隻需要在室溫下,調節變量值,使溫度測量值與标準溫度度的讀數一緻,就可以完成标定。

銅的電阻率ρ是0.0175Ω·mm2/m,導線電阻計算公式:R=ρ×L/S(L=導線長度,S=導線截面);

對于10米長度,線徑為1mm的導線電阻為:R=0.0175×10/0.785=0.22Ω。

如果運放的輸入失調電壓為3mV,則根據公式3,可以算出現場标定減去的數值大概為59。

采用Excel進行數值分析,如果不經過現場标定,通過固定的分段線性化轉換,測量值與真實值之間存在高達6℃左右的誤差。

而通過可調電阻或者在螢幕/網頁調節等方式進行簡單現場标定之後,測量值與真實值之間的誤差小于1℃。

至于+3.3V的電源精度不高的問題,因為ADC的參考電壓與PT100電阻的分壓共用一個電源,得到的ADC值與+3.3V的電壓值無關,即不受其精度的影響。

隻是電源上的紋波可能會影響ADC的轉換精度。

從準度和精度說起……準度:準确度,指測量值(或預測值)和實際值有多相近。精度:精密度或精确度,指多個測量值(或預測值)互
從準度和精度說起……準度:準确度,指測量值(或預測值)和實際值有多相近。精度:精密度或精确度,指多個測量值(或預測值)互
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