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MSP430F1611温度传感器之温度转化核算的运用及评论

花了一天的时间来细看MSP430F1611的AD温度传感器的寄存器的编程及使用晚上1点了,编写并修改N个程序才发现AD温度传感器的精度太不高了相差

花了一天的时刻来细看MSP430F1611的AD温度传感器的寄存器的编程及运用.晚上1点了,编写并修正N个程序才发现AD温度传感器的精度太不高了.相差太远.并且得到值后的算法难以实现. 关于AD温度传感器运用到AD12及其最大值为4095. 值的规模0~4095共4096个数.在datasheet中看到最大差错20度了.真的有点… 何况是温度规模分工业级与民用级.欠好确定温度的规模… 所以要用温度传感器仍是用一总线结构的好. 以下的材料供应参阅.

COLOR=blue]参阅文献:<<根据MSP430内嵌温度传感器的温度告警体系>> 作者:赵陆文 屈德新[/COLOR]
MSP430内嵌的温度传感器实践上便是一个输出电压随环境温度而改变的温度二极管,表1是它的一些根本电气特性。依照TI公司供给的材料,这个温度二极管输出的电压和对应的温度近似成简略的线性关系。所测温度可由公式(1)求出:

T=(VST-V0℃)/TCSENSOR (1)

其间,T:丈量温度,单位℃;
VST :ADC模块的通道10丈量到的电压,单位mV;
V0℃:0℃时传感器的输出的电压,单位mV;
TCSENSOR:传感器的传感电压,即输出电压随温度的改变状况,单位mV/℃。数值上等于温度每升高1℃,添加的输出电压。

关于12位的ADC模块,VST可以通过下面的A/D转化公式求得:

VST=ADC12CH10/(212-1)×(VR+-VR-)+VR- (2)

其间,ADC12CH10:通道10所测得的温度传感器的12位A/D值;
VR+:正参阅电压,可以取内部参阅VREF+ 、AVcc或许外部参阅VeREF+,单位mV;
VR-:负参阅电压,单位mV。一般取VR-=AVss,在这种状况下,求VST的公式进一步简化为:

VST=ADC12CH10/(212-1)×VR+ (3)

由(1)式和(3)式可见,把A/D转化所得的成果VST通过简略转化就可得到对应的温度。

表1:MSP430微控制器温度传感器电气特性表
参数 测验条件 最小值 典型值 最大值单位
V0℃ Vcc= 2.2V/3V 986 – 5% 986 986 + 5% mV
TCSENSOR Vcc= 2.2V/3V,TA=0℃ 3.55 -3% 3.55 3.55 +3% mV/℃
tSENSOR Vcc= 2.2V/3V 30 μs

差错及减小办法

很简单发现这个温度传感器具有较大的丈量差错,试验也证明了这一点。这将导致较大的虚警概率或漏警概率。因而要想实用它,必需要进行差错校对,以减小这两个概率。发生差错的原因主要有以下几个方面:

● 0℃基准参阅电压差错

由表1可见,V0℃的最大差错可达5%。所以由它导致的最大差错为:(986×5%)÷3.55≈14℃。会导致很大的虚警或许漏警概率,所以必需要对它进行校准。

用TRT表明室温,VRT表明室温下温度传感器的输出电压,则由公式(1)可得:

TRT=(VRT-V0℃)/TCSENSOR (4)

由式(1)减式(4)可得:

T=(VST-VRT)/TCSENSOR+TRT (5)

因为MSP430是低功耗的,所以在开机的一段时刻内,它的片表里温度可以认为是相同的。因而咱们可以用温度计丈量出开机时的室温TRT,将开机时测得的VST作为VRT,然后将VRT和TRT代入(5)式进行温度核算。这样就消除(至少是减小)了由V0℃不精确而导致的丈量差错,然后减小了虚警和漏警概率。

● 传感电压差错

关于工业级规范,作业温度规模为:-20℃ ~ +85℃。而关于一个实践的体系,绝大多数时刻作业在0℃~+50℃之间。因而,用V0℃做基准参阅会导致较大的堆集差错。从表1可以看出,由传感电压引进的最大差错约为3%。假如待测温度为50℃,用0℃作参阅,则最大差错为:(50-0)×3%=1.5℃;而用室温(假定TRT = 25℃)作参阅,则差错为:(50-25)×3%=0.75℃,比用0℃作参阅时减小了一半。因而选用室温作为温度参阅,是减小堆集差错的一个较好的计划。不过由传感电压引进的差错相关于来说仍是比较小的。

● A/D转化引进的差错

由芯片材料可见,关于12位A/D,因漏电流引进的差错1LSB,这个差错可以忽略不计。可是因为布线技能、电源和地线等的不良而导致的电源线、地线上的纹波和噪声脉冲对转化成果的影响却不能不考虑。如图1所示,假如数字地DVss和模仿地AVss是分隔供电的,则可以在这两点之间接入反相并接的二极管对,以消除700mV的电压差。别的假如参阅电压(VR+ – VR-)较小,那么纹波的影响会变得更显着,然后影响转化精度。因而,电源的清洁无噪声对A/D转化精度有很大的影响。当然在或许的状况下仍是要尽量选用较大的(VR+-VR-)。还有便是尽量不要选用内部参阅,内部参阅不太安稳,会影响转化的精度。细心组织各自接地址的旁路电容关于减小噪声的影响也是很有用的。图1给出了一种典型的退耦电容装备办法,在芯片的电源以及外接参阅电压(图中没有画出)的引脚上并接一个10mF的钽电容和一个0.1mF的瓷片电容可以较好的起到按捺噪声的作用。

选用内嵌温度传感器丈量温度,要遭到许多方面的影响。除了上面评论的办法,还有减小差错的一般办法,比方屡次丈量取平平等。所以要归纳考虑各方面的要素,才干获得满足的作用。

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