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重量選別機A/D轉換芯片的選擇介紹

作者: 來源: 日期:2014-06-11 14:27:00 人氣:238

由于單片機處理需是數字信號,而傳感器輸出的卻是模擬量,所以在單片機的實時測控和智能化儀表等應用系統中,需將檢測到的連續變化的模擬量壓力轉換成離散的數字量,才能輸入到單片機中進行處理。所以重量選別機要進行A/D轉換器的選擇,主要根據下面的技術指標。

(1)稱重分辨率(Resolution)

對ADC說,分辨率表示輸出數字量變化一個相鄰數碼所需輸入模擬電壓的變化量。轉換器的分辨率定義為滿刻度電壓與2^n之比值其中n為ADC的位數。

(2)稱重量化誤差(Qizing ErTor)

量化誤差是由ADC的有限分辨率而引起的誤差。

(3)稱重偏移誤差〔Offset Error)

偏移誤差是指輸入信號為零時,輸出信號不為零的值,所以有時又稱為零值誤差。偏移誤差通常是由于放大器或比較器輸入的偏移電壓或電流引起的。一般在ADC外部加一個做調節用的電位器便可使偏移誤差調至較小。

(4)稱重滿刻度誤差(Full Scale Error)

滿刻度誤差又稱為增益誤差(Gain Error)。  ADC的滿刻度誤差是指滿刻度輸出數碼所對應的實際輸入電壓與理想輸入電壓之差,一般滿刻度誤差的調節在偏移誤差調整后進行。

(5)稱重線性度(Linearity)

線性度有時又稱非線性度(Non-Lineanty),它是指轉換器實際的轉移函數與理想直線的較大偏移。線性度不包括量化誤差、偏移誤差與滿刻度誤差。

(6)稱重精度(Absolute Accuracy)

在一個轉換器中,任何數碼相對應的實際模擬電壓與其理想的電壓值之差并非是一個常數,把這個差的較大值定義為絕對精度。

(7)稱重相對精度(Relative Accuracy)

它與絕對精度相似,所不同的是把這個較大偏差表示為滿刻度模擬電壓的百分數,或者用二進制分數來表示相對應的數字量。它通常不包括能被用戶消除的刻度誤差。

(8)轉換速率(ConversionRate)

ADC的傳換速率就是能夠重復進行數據轉換的速度,即每秒轉換的次數。而完成一次A/D)轉換所需的時間(包括穩定時間),則是轉換速率的倒數。

超大規模集成電路技木的發展,使集成A/D轉換器的發展速度驚人。品種繁多、性能各異的滿足不同要求的集成A/D轉換器不斷涌現。因此在進行數據采集系統設計時,首先需要選擇合適的A/D轉換器以滿足應用系統設計要求的問題。

A/D轉換器位數的確定與整個測量控制系統所要測量控制的范圍和稱重精度有關,但又不能確定系統的精度。因為系統精度設計的環節較多,包括傳感器變換精度、信號預處理電路精度和A/D轉換器及輸出電路、伺服機構精度,甚至還包括軟件控制算法。

A/D轉換芯片的選擇主要是位數的選擇,由于該系統的精度為0.1%,故選擇分辨力為12位的A/D芯片,另外系統要求采樣時間短,故選擇了高速A/D轉 換芯片AD574A。它是美國模擬器件公司生產的標準28腳封裝的雙列直插集成A/D轉換器,無需外接元器件,就可以獨立完成A/D轉換,內部設有三態數 據存儲器,非線性誤差為±1/2LSB或±1LSB,一次轉換時間為35us,電源供電為±5V和±15V。由于芯片內部比較器有改變量程的電阻和雙極性 輸入電阻(10k),因此AD574A輸入模擬量程范圍分0~+10V,0~+20V,-5V~+5V以及-10V~+10V共四種。

STS為工作狀態指示端,STS=1表示正處于轉換狀態,STS返回到低電壓時表示A/D轉換結束,該信號可供微處理器作為中斷或稱重查詢端。AD574A與8031單片機的接口電路見原理圖中的相關部分。

R/12/A0工作狀態

0×0啟動12位A/D轉換

0×1啟動8位A/D轉換

1接1腳(5V)×12位并行輸入有效

1接15腳(0V)0高8位并行輸出有效

1接15腳(0V)1低4位加上尾隨4個零有效

當CE=1啟動轉換,在啟動信號有效前,R/ 需保持低電平,否則將產生稱重讀數據錯誤


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