有源元件的誤差分析
表2和表3分別表示系統中因有源元件造成的 AD8226 和 ADR02 的A、B級最大誤差及rss誤差。請注意,運算放大器 ADA4091-2僅在一種等級水平下可用。
總電路精度
對電阻容差導致的總誤差的合理近似推算是假設每個關鍵電阻對總誤差貢獻都相等。6個關鍵電阻是R3、R7、R8、 R12、R13和R15。0.1%電阻導致的最差情況下的容差可造成0.6%總電阻誤差最大值。若假定rss誤差,則總rss誤差為 0.1√6 = 0.245%.。
將0.6%最差情況下的電阻容差誤差加入到前文中由于有源元件(A級)造成的最差情況誤差中,可得:
失調誤差 = 0.19% + 0.6% = 0.79%
增益誤差 = 0.15% + 0.6% = 0.75%
滿量程誤差 = 0.34% + 0.6% = 0.94%
這些誤差假定選用電阻計算值,因此誤差僅來源于其容差。
雖然電路允許具有1%或更低的總誤差,若要求更佳的精度,則電路需具備失調和增益調節能力。針對4 mA輸出和零電平輸入,可通過調整R7或R8來校準失調,然后針對滿量程100 mV輸入,通過改變R3調節滿量程。這兩項調節是相互獨立的;假定首先進行失調校準。
電路的實際誤差數據見圖4,其中VCC = 25 V。輸出電流總誤差(%FSR)通過將理想輸出電流與測量輸出電流的差除以 FSR (16 mA),然后將計算結果乘以100即可算出。
圖4. 輸出電流(%FSR)的總誤差與電橋電壓的關系(VCC= 25 V)
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