Auswirkungen verschiedener Vref-Anschlüsse auf den Ausgang

Auswirkungen verschiedener Vref-Anschlüsse auf den Ausgang

Nehmen wir als Beispiel ein Produkt mit einer Versorgungsspannung von +5 V und einem Ausgang von 2,5 V ± 0,625 V bei einer Genauigkeit von 1 %.
Unser Vref-Anschluss hat zwei Funktionen: Zum einen dient er als Bezugspunkt für den Ausgang, wie er üblicherweise bei Geräten mit differenziellem Eingang verwendet wird. Zum anderen dient er bei Geräten mit massebezogenem Eingang dazu, den Sensorausgang zu steuern und den statischen Ausgangswert (2,5 V) genauer einzustellen. Er beeinflusst nur den statischen Ausgangswert (2,5 V bei vorhandener Hilfsversorgung und ohne Eingangssignal), nicht aber die Verstärkung (0,625 V).
Aufgrund von Streuungen der Produktparameter können Sensoren nicht vollkommen identisch und ideal sein; eine gewisse Abweichung bleibt immer bestehen. Bei den meisten unserer Produkte liegt die Abweichung des statischen Bezugspunkts innerhalb von ±15 mV. Das bedeutet, dass der statische Ausgangswert von 2,5 V (bezogen auf 0 V bzw. GND) zwischen 2,485 V und 2,515 V liegt, was als zulässiger Bereich gilt.
Betrachten wir beispielsweise ein Produkt mit einer Versorgungsspannung von +5 V und einem Ausgang von 2,5 V ± 0,625 V bei einer Genauigkeit von 1 %:

Wenn der Ausgang auf 0 V (GND) bezogen ist, kalibrieren wir ihn wie folgt:
Zuerst prüfen wir, ob die Vref-Spannung die Anforderungen erfüllt (Sollwert: 2,5 V ± 1 %, in der Regel beträgt die Abweichung höchstens 0,5 %).
Im zweiten Schritt stellen wir den statischen Ausgangswert auf einen Wert zwischen 2,485 V und 2,515 V ein (also 2,5 V ± 15 mV).
Im dritten Schritt legen wir ein Eingangssignal in Höhe des Nenneingangswerts an und stellen den Ausgang auf einen Wert innerhalb von 2,5 V + (0,625 V ± 1 %) ein.
Abschließend prüfen wir, ob der Ausgang bei 10 % des Nenneingangswerts korrekt ist. Bei einer erheblichen Abweichung korrigieren wir diese durch Anpassung der Nullpunktkomponente. Danach prüfen wir, ob Nullpunkt und Endwert die Anforderungen erfüllen. Ist alles korrekt, geht das Produkt zum nächsten Prozessschritt über.

Wenn der Ausgang auf Vref bezogen ist, stellen wir ihn wie folgt ein:

Zuerst prüfen wir, ob die Vref-Spannung die Anforderungen erfüllt (Sollwert: 2,5 V ± 1 %, in der Regel beträgt die Abweichung höchstens 0,5 %).
Im zweiten Schritt stellen wir den statischen Ausgangswert auf einen Wert zwischen 2,485 V und 2,515 V ein (also 2,5 V ± 15 mV).
Im dritten Schritt verbinden wir die schwarze Messspitze des Multimeters mit dem Vref-Punkt, legen ein Eingangssignal in Höhe des Nenneingangswerts an und stellen den Ausgang auf 0,625 V ± 1 % ein.
Abschließend prüfen wir, ob der Ausgang bei 10 % des Nenneingangswerts korrekt ist. Bei einer erheblichen Abweichung korrigieren wir diese durch Anpassung der Nullpunktkomponente. Danach prüfen wir, ob Nullpunkt und Endwert die Anforderungen erfüllen. Ist alles korrekt, geht das Produkt zum nächsten Prozessschritt über.

Wird ein nach der ersten Methode eingestelltes Produkt an einem Gerät mit differenziellem Eingang verwendet, ist das erfasste Signal ungenau; es können sogar negative Ausgangsabweichungen auftreten.
Wird ein nach der zweiten Methode eingestelltes Produkt an einem Gerät mit massebezogenem Eingang verwendet, ist das erfasste Signal ebenfalls falsch; es können Überlauffehler auftreten.

Standardmäßig kalibrieren wir unsere Produkte nach der ersten Methode (bezogen auf 0 V/GND), da die meisten Kunden dies wünschen.

Example 1: A product calibrated using the first method, with Vref = 2.510V and Vout = 2.505V in the static state. This product is qualified, and the precision is acceptable. However, when used in a differential input acquisition device, since Vout is lower than Vref, the static output will be negative, which is incorrect.

Example 2: A product calibrated using the second method, with Vref = 2.510V and Vout = 2.520V in the static state. This product is also qualified, as the zero-point error does not exceed 15mV. However, when used in a single-ended input acquisition device, the output of 2.520V exceeds the calibrated 15mV error, and the full-scale value will also be higher, which could reach up to 2% in extreme cases, affecting the customer’s use.
Now that some customers have reported this type of error, we are asking them to provide calibration requirements to correct the issue. Sales representatives are also being asked to label products based on different calibration methods to ensure correct production for customers.