System zum Messen der relativen Luftfeuchte

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Einfaches Anpassen des Eingangsbereichs

Der AD7745 hat zwei begrenzende Faktoren bei der Messung von Kapazitäten: Die Dynamik des Messbereichs ist auf ±4,096 pF limitiert und die Gleichtaktkapazität (Common Mode Kapazität, C_CM) beträgt maximal 21 pF.

Bei dem benutzen Sensor liegt die Kapazität ohne Luftfeuchte bei 140 pF, die Dynamik beträgt knapp 30 pF.

Diese Anpassung wird durch die sogenannte Bereichserweiterung basierend auf dem AD8615 realisiert. Über den Spannungsteiler aus R₁ und R₂ wird die Ausgangsspannung um den Faktor F reduziert, oder mit anderen Worten, die externe Kapazität darf um den Faktor F größer sein.

Um den Faktor zu berechnen, müssen EXCA und EXCB invers zu einander eingestellt sein, dann gilt für den Faktor die Beziehung gemäß:

Für den hier verwendeten Sensor sind die folgenden Daten gegeben: F_CM = 140 pF; F_Dyn = 25 pF.

Der Faktor für Gleichtakt und Dynamik wird jeweils getrennt betrachtet, der höchste Wert geht in die Berechnung ein.

Dabei sind: F_CM = 140 pF / 17 pF = 8,24; F_DYN = 25 pF / 8,192 pF = 3,05. Damit wird der Faktor für die Gleichtaktkapazität als Berechnungsgrundlage benutzt. Als Basis wird R₁ mit 100 kΩ/1% angenommen, R₂ ergibt sich nach:

Zum Schluss muss der Wert der Gleichtaktkapazität angepasst werden, das erfolgt über die zwei internen D/A-Wandler, auch CAPDAC genannt. Da C_CM bei 17 pF liegen soll, gilt folgende Einstellung für das CAPDAC-Register des AD7745: CAPDAC_Code = C_CM / C_CMmax x Auflösung des D/A-Wandlers = 17 pF / 21 pF x 127 = 103 = 0 x 67.

* Thomas Tzschetzsch arbeitet als Applikationsingenieur bei Analog Devices in München.

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