|
|
知道>工程技术科学> 问题页已解决
单片机直流电压表精度问题
你好，有个问题请教，我用stm8S103单片机做直流电压表，显示小数后一位，测量1-99.9V,这单片机ADC是10位的，供电电压和AD参考电压均为3.3V,测量的电压信号是由3K串100K电阻分压得到的，就是 单片机测量的电压=Vin*3/103,这样我算了下，实际测量电压值=ADC*0.111, 就是说ADC每增一数，表示实际电压增0.111V，这样测量信号电压越大，就越不准了，而且会存在缺数问题，比如 ADC=259实际为28.49 ADC=260 实际为28.60,28.5，用后位四舍五入进位也必然会间隔缺小数点后一位，请问有什么方法能做得精确又不缺数？ 因为我看样机电压表就是很精确也不缺数，按它的精度只能精确到0.111V的啊？不能精确到0.10
问题补充： 感谢各位解答，电压表现在把电阻调用了3.32K,现在准了，但同样的板子我做了个电流表，还是存在误差： 电流表是测量0.00A到9.99A的，精确到0.01A，电流采样电阻用了0.32-2.33欧 3W的电阻，最大只通3A进行测试，理论上0.32欧*0.01V=0.0032,就是这个单片机ADC的1LSB了，但实际测量还是有较大误差，1A会差0.1A,3A会差0.3A,电阻是比较高精度电阻了，我怀疑是电阻要用专用的康铜丝采样电阻，但用电话线的铜丝剪成0.32欧还是有一样的误差，请问问题出在哪里？理论上应该是精确到0.01A了啊？？
匿名 2011-3-3最佳答案
【2011-3-8更新，还没回答我缺显问题，我说的对不对呢】
1、基本公式是：【Vin=Vadc*Vref*(R1+R2)/R2/1023】 令Vin=Vadc*K。
你说的很对，按您给出的参数设计的话，K值为0.11075。因为不能精确到0.10V，如你提到的，会缺数。
2、【我的回答是：K接近而不大于其理想精度（0.100）才不会缺数】
3、前面的老大说了，改变参考电压和取样电阻，是个不错的选择。但参考电压和采样电阻的精度问题就是个大问题。且未切要害。
即使K牛到0.101，我们来看：
V49=4.949V，V50=5.050V。经过取舍后，缺显5.0V。
V149=15.049，V150=15.15，经过取舍后，缺显15.1V。间隔为100缺显。等等。【缺显公式不规范，不提了】
但改进了参数精度后，确实缺显的间隔变大了。
K精度越接近0.100，连续测量域内，缺显的地方越少。但缺显问题依旧。
接近0.100不能治本，小于0.100才是解决办法。
5、（你用900个数要数满1001只羊，能不丢羊吗？换个思路，因为我们没法保证用1000个数来数1000只羊。用100x个数去数1000只羊，多数了几个有什么关系？）
6、【我的解答：如果想解决缺数的问题的话，只要K略小于0.100就好了——改变电阻最简单，使K尽量接近但不要超过0.100：6.8k和200k试试，理论系数为0.098。】
7、【电流表的补充】应该是电阻的问题。在不同电流情况下，电阻发生了改变。
热心网友  2011-3-8相关内容
利用单片机AT89C51与ADC0808设计一个数字电压表，能够测量0～5V的...
基于单片机的高精度电压表
急。AD574和单片机的高精度数字电压表..程序和原理图 openstart@16...
用单片机做一个交直流电压表，遇到的问题。
高分 求 单片机直流电压表原理流程图
主题推荐
单片机:电压|单片机:问题|单片机:电压表|单片机:点阵|单片机:数字万用表
单片机管脚怎样检测外围电路电压？
用单片机实现一个电压信号的最大值和最小值的差值！
请问7812稳压电路能配合单片机实现程控电压输出吗？ 单片机如何控制？
ad和51单片机比较电压值
PIC单片机输出电压这么低？其他答案
调整分压电阻，使ADC的一个数正好等于0.1V，就可以了
热心网友 2011-3-4
我的一点建议：
1.ADC的参考电压选3.072V、这样配合10bit的ADC就是1LSB=0.003V。
2.3÷103肯定不会除尽，所以计算结果会出现误差，倒是3÷100能除尽，所以你最好用3K和97K的变阻器来设计分压电路。分压后的输出不要直接去单片机的ADC，需要用运放来跟随（电压跟随器）一下。
综合以上两点，可以得到一个公式：Vin*3/100=ADC*3.072/1024，这公式化简之后就是：
Vin=0.1*ADC，由于ADC=0~1023，所以测量的电压范围就是0~102.3V，精确到0.1V。
热心网友 2011-3-4
该单片机内部的ADC是10位的，精度不是你那样算的，应该这么算，2^10=1024，精度应该是1/1024，对于100V则刚好可以精确到0.1V，你用电阻分压，ADC实际采集的是3.3V对应的分成1024个单位，通过程序按比例再换算回去就可以了。所以理论上这个精度是可以做到的。但是，AD采样如果只靠电阻分压来采集是很不准确的，特别是你的精度要求这么高的情况下很难采集正确，如果要提高精确度，最好添加一些滤波电路，缓冲器，放大器来抑制干扰信号，放大有用信号，如果条件允许，最好采用片外的ADC芯片，特别是精度更高一点的芯片，如果勉强用单片机内部的ADC，信号稍有干扰，就很容易产生误差。
电流表的问题，既然你1A能够做到只相差0.1A，而3A刚刚好相差0.3A，这可以近似看成是线性误差，最简单的办法是用软件优化，把误差通过程序的处理补回来，这样就很精确了，这么说你应该明白吧。还有很么问题请再留言
热心网友 2011-3-8
如果我这样说你应该明白，ADC是10位的，能表示到1023，共1024个等份，理论上最高精度是1/1024（补充一下理论值是很难达到的，IC自己也有误差），实际输入电压=((3.3V/1024)*ADC)*（103/3），103/3算出来的是放大倍数，因你输入通过分压缩小了103/3倍，输入只有实际的3/103，这时候的误差应该是理论值 (3.3V/1024)*(103/3) ，如果没有分压输入误差应该是理论值
“参考电压/1024”，这里应该是3.222656mV=3300mV/1024，但你现在应该是“（参考电/1024）*放大倍数”，这里应该是110.6445mV=（3300mV/1024）*(103/3)，所以放大倍数越大（其实也是分压比列越大）误差也就越大。一但分压系数确定则误差也就确定，当然算的过成也会有误差，但是这类误差是可以减少的，理论上硬件上的类误差是“硬件定误差定”，如果你想提高精度你只能将分压系数变小，压系数变小后你能测量的电压也随之下降。目前看来你的算法没什么问题，按你的分压系数算误差理论值是110.6445mV，而你算出来的是0.111V和理论值已经很接近了，你只有将分压系数变小精度才会提高。现在我相信你应该很明白了吧？
再补充一下：如果你不将分压系数降一点，是永远达不到0.1V的，何况高精密电阻误差是1%
热心网友 2011-3-11
查看"工程技术科学"分类更多问题回顶部↑
stm8s103 电压表
搜索答案 我要提问 我要回答 网页 百科 文库 图片 空间 更多>>*手机上网用UC快速省流量！
社建电子的知道|退出
百度>知道> 问题页
版式：极简| 炫彩
03-05 09:58 |
|
|一淘宝店|手机版|商店|一乐电子
( 粤ICP备09076165号 )
粤公网安备 44522102000183号
狗仔卡
发表于 2012-3-5 00:32
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
千斤顶
发表于 2012-3-5 06:56
