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请问AD7124-8内部参考电压,能否实现热电偶0.2°C(-100~500°C)的精度?

看了AD7124-8文档,内部参考是2.5V,精度0.2%,4PPM。请教如下问题:
1、在检测温度为150时,有0.3°C的误差,如果要实现0.2°C(-100~500°C)的精度,是否只能用外部参考?有没有性价比高的推荐型号?
2、0.2%的初始精度是否只是芯片个体的差异,同一芯片不考虑4PPM温漂下是否不变,比如每次上电都是2.505V?
3、如果是的做了系统校准是否也可以用内部参考?

回帖(1)

Arvinhw

2025-4-23 17:08:03

问题1:内部参考电压能否实现0.2°C精度?是否需要外部参考?


AD7124-8的内部参考电压(2.5V ±0.2%,温漂4ppm/°C)的误差分析如下:  



  • 初始精度误差:0.2%对应±5mV(2.5V × 0.2%)。  

  • 温漂误差:假设环境温度变化±10°C,温漂为4ppm/°C × 10°C = 40ppm,即2.5V × 40ppm = 0.1mV。  

  • 总参考误差:±5mV(初始) + 0.1mV(温漂) ≈ ±5.1mV。  


对于热电偶(如K型):  



  • 灵敏度:约41µV/°C(非线性,但可近似估算)。  

  • 参考误差导致的温度误差:5.1mV / 41µV/°C ≈ 124°C(远超0.2°C要求)。  


结论

内部参考的误差对系统精度影响显著,需使用外部参考。推荐型号:  



  • REF5025(2.5V,初始±0.05%,温漂3ppm/°C,性价比高)  

  • ADR4425(2.5V,初始±0.04%,温漂3ppm/°C,更高精度)  




问题2:0.2%初始精度是否固定?同一芯片上电是否恒定?



  • 0.2%初始精度:是芯片出厂时的个体差异(例如某芯片实际为2.505V),同一芯片的初始值在生命周期内基本固定(忽略老化和应力影响)。  

  • 每次上电稳定性:若环境温度和供电稳定,同一芯片的参考电压重复性较高(如2.505V ±噪声)。但需注意:  

    • 温漂:4ppm/°C会随温度变化引入额外误差。  

    • 长期漂移:数据手册未明确说明,但一般参考电压会随时间缓慢变化(需定期校准)。  





问题3:系统校准后能否使用内部参考?


若通过校准消除初始误差,理论上可行,但需满足以下条件:  



  1. 校准方法:  

    • 执行两点校准(零点+满量程),或通过已知温度点(如冰水混合物0°C)修正参考电压误差。  

    • 校准后,系统误差主要来自参考电压的温漂和长期漂移。  


  2. 温漂控制:  

    • 若环境温度变化±10°C,温漂误差为4ppm/°C × 10°C = 40ppm → 2.5V × 40ppm = 0.1mV。  

    • 对应温度误差:0.1mV / 41µV/°C ≈ 2.4°C(仍超0.2°C要求)。  



结论:  



  • 即使校准后,内部参考的温漂仍可能无法满足0.2°C精度,除非环境温度严格稳定(如±1°C以内)。  

  • 推荐方案:使用外部低温漂参考(如ADR4425),配合定期校准,确保全温度范围内误差可控。




总结建议



  • 优先选择外部参考(如REF5025或ADR4425),以直接降低参考电压误差。  

  • 若必须用内部参考,需:  

    • 在严格控温环境中使用;  

    • 定期执行多点校准(尤其是温度变化后);  

    • 验证实际温漂对系统的影响是否可接受。  


  • 热电偶系统的其他误差源(冷端补偿、ADC噪声、热电偶非线性)也需同步优化。

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