Перейти к содержанию

Логометрическое измерение

Если выход датчика пропорционален напряжению питания, а АЦП берёт опорное от того же питания, колебания этого питания в результате сокращаются. Такое измерение называют логометрическим — по отношению, а не по абсолютной величине.

Обновлено Редакция GAW

Логометрическое измерение (ratiometric measurement) — измерение, при котором результат зависит от отношения двух напряжений, полученных от одного источника, а не от их абсолютных значений. Классический пример — потенциометр, подключённый к питанию, на входе АЦП, который берёт опорное от того же питания: положение движка в коде не зависит от точного напряжения питания.

Основа — формула АЦП. У MCP3008 и АЦП ATmega328P код равен 1024 · Uвх / Uоп. Если Uвх само пропорционально питанию, а Uоп — это питание, то питание в формуле сокращается.

Датчик тока на эффекте Холла ACS712 по даташиту Allegro — логометрический: ноль ампер соответствует половине питания, а чувствительность пропорциональна питанию. Отсюда правило:

ДатчикАЦПРезультат
логометрический (ACS712, потенциометр, тензомост)опорное от того же питанияколебания питания сокращаются
логометрическийотдельный стабильный источник опорногоколебания питания датчика попадают в результат
с абсолютным выходом (например, LM35)опорное от питанияколебания опорного попадают в результат
с абсолютным выходомотдельный стабильный источник опорноготочнее всего

Поэтому выбор опорного напряжения АЦП зависит от датчика. Как это сказывается на погрешности датчика тока ACS712 — в статье «Измерение тока», внешние АЦП с собственным опорным — в карточке ADS1115 и MCP3008, шаг кода — в статье о младшем разряде.

Частые вопросы

Что значит логометрический выход датчика?

Выход датчика пропорционален его напряжению питания. Например, у датчика тока ACS712 ноль соответствует половине питания, а чувствительность растёт и падает вместе с питанием. Если питание изменится на 1 %, на 1 % изменится и выход.

Когда логометрическое измерение лучше?

Когда датчик и АЦП питаются от одного напряжения и АЦП берёт его как опорное. Тогда код АЦП зависит только от отношения выхода датчика к питанию, и колебания питания в основном сокращаются. Так работают потенциометр на входе АЦП и ACS712 с опорным от питания 5 В.

Когда логометрия мешает?

Когда АЦП работает от отдельного стабильного опорного источника, а датчик логометрический: колебания питания датчика тогда напрямую попадают в результат. И наоборот — датчик с абсолютным выходом, например LM35, лучше измерять от стабильного опорного, а не от питания.

Источники

  1. Allegro MicroSystems. ACS712: Fully Integrated, Hall-Effect-Based Linear Current Sensor IC (ACS712-DS, Rev. 22) — логометрический выход: ноль VIOUT(Q) = VCC · 0,5, чувствительность пропорциональна питанию
  2. Microchip. MCP3004/3008: 2.7V 4-Channel/8-Channel 10-Bit A/D Converters with SPI Serial Interface (DS20001295E, 2022) — код = 1024 · VIN / VREF — результат пропорционален отношению входа к опорному
  3. Microchip. ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P Data Sheet (DS40002061B, 2020) — АЦП: код = VIN · 1024 / VREF, опорное — питание AVCC, внутреннее 1,1 В или внешнее

Нашли ошибку?

Смотрите также