單片機AD采集硅光電池光電流與光強不成正比?線性關系

ID:777603 · 發表于 2022-4-21 19:45

硅光電池,單片機AD采集要求顯示光強值誤差在5%
我用的硅光電池輸出的光電流咋與光強不成正比，線性關系，人家的咋成？而且在某1個寶買的硅光電池數據顯示在100LX會有>20uA的電流，我發現我的也達不到。EXCEL是我自己的板子測的數據，成線性是別人的報告。就我現在的數據有沒有什么別的辦法寫代碼讓它顯示的光強數值在±5%之內啊，現在就是沒有思路。請教一下大家！

ID:301191 · 發表于 2022-4-21 22:08

頂一下

ID:96682 · 發表于 2022-4-22 05:18

這貨是在理想條件下測得的數據，樓主的不成正比應該是受環境和人為因素影響造就的結果吧

ID:960157 · 發表于 2022-4-22 06:45

查表，線性修正。。。

ID:401564 · 發表于 2022-4-22 11:25

不用修正什么
因為你電流是很小的,IV轉換出來的數據是有一定誤差的,而且,你用的是LM324,在小于2uA的電流下,輸入失調電壓對于整個運算的結果影響是很大的
就算是在最大電流(7.1u)的情況下,IV出來的電壓也就0.36V,理論值應該是0.355
這其中就是有誤差的,有電阻的誤差,ADC的誤差,ADC參考電壓的誤差
當你把電路中所有的參數都按實際值精確的計算,結果也就差不多是這個樣子的了
想要更高精度,就要用低輸入失調電壓的運放,電阻要用高精度的,如果沒有,那就先用萬用表測量,優先選擇接近要求的參數

ID:777603 · 發表于 2022-4-22 19:10

Y_G_G 發表于 2022-4-22 11:25
不用修正什么
因為你電流是很小的,IV轉換出來的數據是有一定誤差的,而且,你用的是LM324,在小于2uA的電流下 ...

現在是硬件已經定了，只有一個50K的可調電阻，可以改變I/V轉換的放大倍數。現在就是不成線性，不知道怎么去顯示光強值了，誤差會差很遠。

ID:777603 · 發表于 2022-4-22 19:11

Y_G_G 發表于 2022-4-22 11:25
不用修正什么
因為你電流是很小的,IV轉換出來的數據是有一定誤差的,而且,你用的是LM324,在小于2uA的電流下 ...

硬件定了，現在有沒有軟件的方法補救一下，讓顯示的光強值誤差沒那么大

ID:401564 · 發表于 2022-4-22 21:11

黃冬梅發表于 2022-4-22 19:11
硬件定了，現在有沒有軟件的方法補救一下，讓顯示的光強值誤差沒那么大

光電池的電流在小于2uA的情況下,輸出的的電壓和實際值就開始有1%以上的誤差了
STM32的ADC參數我沒有去認真看,但是,5個數字量的誤差估計是少不了的,以3.3V的參考電壓來計算3.3mV的誤差就在這里了
再加上后面一級的放大電路,大概有5mV的誤差
能看到的誤差整體計算就接近10%了
你的表我看不明白是什么意思,能分析的也就這點了

ID:777603 · 發表于 2022-4-22 21:23

Y_G_G 發表于 2022-4-22 21:11
光電池的電流在小于2uA的情況下,輸出的的電壓和實際值就開始有1%以上的誤差了
STM32的ADC參數我沒有去認 ...

我那表的數據（根據那個電路測的）。就是光強值，AD采集的電壓（電路圖的AD1節點），然后就是I/V轉換后的電壓（I-V節點），最后一行就是光電池的光電流。

ID:777603 · 發表于 2022-4-22 21:26

Y_G_G 發表于 2022-4-22 21:11
光電池的電流在小于2uA的情況下,輸出的的電壓和實際值就開始有1%以上的誤差了
STM32的ADC參數我沒有去認 ...

請教一下，你是怎么估計大概的誤差的，我咋看不明白……

ID:777603 · 發表于 2022-4-22 21:31

Y_G_G 發表于 2022-4-22 21:11
光電池的電流在小于2uA的情況下,輸出的的電壓和實際值就開始有1%以上的誤差了
STM32的ADC參數我沒有去認 ...

照你這么說，我直接用I/V得到的電壓直接送到32的AD采集里，就不用到第二級放大，誤差是不是會小很多？

ID:883242 · 發表于 2022-4-22 23:03

可以了，我用Excel算了下你的數據的線性相關系數，99.88%，這個線性度已經很不錯了。

ID:777603 · 發表于 2022-4-24 12:54

Hephaestus 發表于 2022-4-22 23:03
可以了，我用Excel算了下你的數據的線性相關系數，99.88%，這個線性度已經很不錯了。

好的，謝謝！

ID:401564 · 發表于 2022-4-24 16:22

黃冬梅發表于 2022-4-22 21:26
請教一下，你是怎么估計大概的誤差的，我咋看不明白……

你的光強值是什么意思?是當前環境的光照強度?還是經過你自己的電路最終計算出來并顯示的光強值?
做表格,你要有一個完整的系統的表格,這樣才能看到問題所在
至少要有:
1,實際測量的光電電池的電流
2,這個電流下,理論上運放應該輸出的電壓
3,實際上運放輸出的電壓
4,當前電壓理論的STM32ADC值應該是多少
5,實際STM32ADC值是多少
6,當前環境的光值和你自己設計電路的測量出來的數據
理論數據和實際數據的誤差,一般一對比,就能看到問題所在了
誤差估算是一個很簡單的東西
比如電流在1.699uA時,按照你的電路,輸出應該是84.95mV,但你測量的電壓是87mV,這誤差不是就是87-84.95=2.05mV,這不就是2.4%誤差了嗎?再加上其它誤差,這誤差不就大了嗎?
STM32的ADC是12位的,它本身也會有一定的誤差的,可能也是幾mV,這小小的幾mV對于你這電路,誤差就是大的了

ID:777603 · 發表于 2022-4-28 19:09

Y_G_G 發表于 2022-4-24 16:22
你的光強值是什么意思?是當前環境的光照強度?還是經過你自己的電路最終計算出來并顯示的光強值?
做表格, ...

等我認真看了再請教你。

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單片機AD采集硅光電池光電流與光強不成正比?線性關系