Kalibrasyon Nedir ve Neden Yapılır?

[Erhan YILMAZ]

Merhaba arkadaşlar!

Kafamda kapattığım bir konu aniden tekrar açılınca sizinle de paylaşmak istedim. Geçen bahsetmiştim. Elimde sadece donanımı olan ürünlerine kod yazıyorum. Basit, ucuz ürünler. 3 faz sistemlerde faz sırası ve gerilim değişimlerini ölçüyor vs. Bu nedenle 3 faz AC yarım dalga doğrultulup gerilim bölücü üzerinden mcu ya giriyor. Bende 3 fazı 20ms boyunca örnekleyip RMS vs. hesaplayıp faz sırasını, gerilimleri kontrol ediyorum. İşin birde kalibrasyon kısmı varmış tabi. Cihazda hiç bir buton gösterge vs. olmadığından kalibrasyon program attıktan sonra ilk çalışmada yapılıyormuş. Bunun için programlamadan sonra ilk çalışmada cihaza sabit(sabit dediğim rms) 220V AC gerilim veriliyor ve cihaz kendini kalibre ediyor ve çalışmaya başlıyor. Tamam dedim bende hallederiz. Aklıma ilk gelen yöntem ile, ilk çalışmada eğer cihaz kalibreli değilse ADC en yüksek hızda en az 20ms örnekler aldım ve bu değerlerin en büyüğünü sakladım. Bu işlemi 16 kez falan yaptım sonra bu değerlerin ortalamasını aldım. Bu değerin bana 220V Sinüsün tepe değeri olan 311V değerinin bölünmüş halini vermesi gerekiyor. Yani 311/bu değer yapınca gerilim bölücü bölme oranını bulmam lazım. Sonra bu oranı eeproma kayıt edip kalibrasyonu bitirdim. Sonraki çalışmalarda bu değeri eepromdan okuyup kullanıyorum. Şuanda çalışıyor gibi bir sorun yok.

Benim kalibrasyon anlayışım gerilim bölücü dirençlerin töleranslarından oluşacak hatayı sıfıra indirmek için böyle bir yöntem izledim ve aklıma ilk gelen yöntem buydu. Birde size danışayım dedim. Ben bu kalibrasyon olayını doğru anlamış mıyım ve uyguladığım yöntem olur mu? Veya daha iyi yöntemler var mı? tecrübesi olan arkadaşlar bi yol gösterirse çok makbule geçer.

[quarko]

Hocam kalibrasyon dediğimiz şey, bir "K" çarpanından ibaret aslında.

Cihaz ilk açıldığında veya daha sonraları kalibrasyon yapılmak istendiğinde, cihaz üzerinde button vs varsa belirli butonlara basılıp enerji verildiğinde kalibrasyon moduna geçer. Cihazın gerilim girişine değeri belirli bir gerilim uygulanır. Örneğin bir varyak ile ayarlı bir AC gerilim üretip, ölçüm doğruluğu iyi, güvenilir bir ölçü aleti ölçerek bu gerilimi sizin cihazınızın gerilim girişine uygulanır. Sonrasında yapılan ölçüm ve hesaplamalar sonucunda elde edilen bu çarpan kaydedilir. Bu kadar aslında.

Ama birden çok noktada kalibrasyon yapılabilir. Örneğin cihazın girişinde hiç gerilim yokken (gerilim girişi kısa devre) ADC den okuyarak hesapladığın RMS değer ne ise sıfır noktası kalibrasyon değerini de ölçüp kaydedebilirsin. Bir başka örnek olarak DC +/- gerilim ölçüyorsan, hem pozitif hem negatif gerilim uygulayarak farklı kalibrasyon değerlerini ölçüp kaydedebilirsin.

[Okan AKÇA]

Sen 220v acde adc ile okuduğun zaman ideal ortamda örnek olarak 2100 değerini okuman gerekiyor. Ancak sen 2102 okudun 2 değer fazla okuma yaptın bu senin devre toleransından kaynaklandı. Bunu sileceksin okadar

[Erhan YILMAZ]

Hocam kalibrasyon dediğimiz şey, bir "K" çarpanından ibaret aslında.

Cihaz ilk açıldığında veya daha sonraları kalibrasyon yapılmak istendiğinde, cihaz üzerinde button vs varsa belirli butonlara basılıp enerji verildiğinde kalibrasyon moduna geçer. Cihazın gerilim girişine değeri belirli bir gerilim uygulanır. Örneğin bir varyak ile ayarlı bir AC gerilim üretip, ölçüm doğruluğu iyi, güvenilir bir ölçü aleti ölçerek bu gerilimi sizin cihazınızın gerilim girişine uygulanır. Sonrasında yapılan ölçüm ve hesaplamalar sonucunda elde edilen bu çarpan kaydedilir. Bu kadar aslında.

Ama birden çok noktada kalibrasyon yapılabilir. Örneğin cihazın girişinde hiç gerilim yokken (gerilim girişi kısa devre) ADC den okuyarak hesapladığın RMS değer ne ise sıfır noktası kalibrasyon değerini de ölçüp kaydedebilirsin. Bir başka örnek olarak DC +/- gerilim ölçüyorsan, hem pozitif hem negatif gerilim uygulayarak farklı kalibrasyon değerlerini ölçüp kaydedebilirsin.

Sağolun hocam.

Doğru diyorsunuz. Ofset hatalarını falan önlemek için birden çok noktadan kalibrasyonda mantıklı. Benim şu an mevcut kartta tek nokta sabit 220V AC varyakla verilerek yapıldığı için bende tek noktadan yapmak durumundayım.

14 Ekim 2025, 08:12:58

Sen 220v acde adc ile okuduğun zaman ideal ortamda örnek olarak 2100 değerini okuman gerekiyor. Ancak sen 2102 okudun 2 değer fazla okuma yaptın bu senin devre toleransından kaynaklandı. Bunu sileceksin okadar

Hocam öyle olması için ADC nin hassas referans voltajına da ihtiyacı var. Benim mcuda maalesef yok. Dahili band gap voltajını ölçerek beslemeyi hesaplıyor. O yüzden ham ADC değerleri ile işlem yapamıyorum ama yapıyorum bi şekilde.

[Yuunus]

harici ADC ads1115 yada 1118 ciplerini kullanabilirsin, iclerindeki referanslar gayet stabil.

[alikeskinkilic]

Hocam yanlış anlamadıysam bence kalibrasyon olmamış ki yaptığınz siz tepe değerlerinin ortalamasını alarak okumayı yumuşatmışsınız bu bilgi tepe değerini doğru ölçüp ölçmediğiniz hakkında bir bilgi vermezki . çünkü bir şeyin kalibre olması için öncelikle değeri kesin bilinen bir şeyle test edilmesi gerekir sizin durumda bu "V" yani sizin çıkışından aşağı yukarı emin olduğunuz bir regilatör devresinden ölçüm alıp ölçmeniz gereken ile ölçtüğünüz arasındaki farkı bulup onu sisteme eklemeniz yada çıkarmanız gerekir.Örneğin bir ivme sensörünün kalibresi zemine paralel bir yüzeye koyup x ekseninin ve y ekseninin 0 çıkışı vermesini bekleriz eğer x 10 derece Y -2 derece veriyorsa kalibre etmek için ya işlemcide x ten 10 çıkarır ,y ye 2 ekleriz yada sensörün kalibrasyon özelliği varsa orda hallederiz.sizin durumda bu sensör drona takılı uçarken kalibre etmeye benzer  zeminin düzlüğünden emin olmak gerekli umarım yanlış anlayıp bisürü tatava yapmamışımdır    

[Erhan YILMAZ]

Hocam yanlış anlamadıysam bence kalibrasyon olmamış ki yaptığınz siz tepe değerlerinin ortalamasını alarak okumayı yumuşatmışsınız bu bilgi tepe değerini doğru ölçüp ölçmediğiniz hakkında bir bilgi vermezki . çünkü bir şeyin kalibre olması için öncelikle değeri kesin bilinen bir şeyle test edilmesi gerekir sizin durumda bu "V" yani sizin çıkışından aşağı yukarı emin olduğunuz bir regilatör devresinden ölçüm alıp ölçmeniz gereken ile ölçtüğünüz arasındaki farkı bulup onu sisteme eklemeniz yada çıkarmanız gerekir.Örneğin bir ivme sensörünün kalibresi zemine paralel bir yüzeye koyup x ekseninin ve y ekseninin 0 çıkışı vermesini bekleriz eğer x 10 derece Y -2 derece veriyorsa kalibre etmek için ya işlemcide x ten 10 çıkarır ,y ye 2 ekleriz yada sensörün kalibrasyon özelliği varsa orda hallederiz.sizin durumda bu sensör drona takılı uçarken kalibre etmeye benzer  zeminin düzlüğünden emin olmak gerekli umarım yanlış anlayıp bisürü tatava yapmamışımdır  

Ben mi yanlış anlattım diye tekrar okudum ama evet siz biraz yanlış anlamışsınız. Evet ben sabit 220V AC ile kalibre ediyorum ama sabit olan RMS değeri 220V. Alternatif gerilim olduğu için zaman içerisinde değişiyor. Bu yüzden tepe noktasını referans alıyorum. Şebekedeki 220V dediğimiz değer 50Hz alternatif sinüs gerilimin RMS değeridir yani DC eşdeğer gerilimi. Bunun tepe değeri RMS değerinin kök iki katı olan 311.1 volttur. Bu değeri 95e bölünce(gerilim bölücü) ADC 3.27V okuması lazım. Gerilim bölücü dirençler %1 töleransa sahip oldukları için bölme oranı 93.1-96.9 arasında değişiyor. Ben kalibrasyon ile her cihaz için gerçek bölme oranını bulmaya çalışıyorum. Bunu için ADC ile bir periyot(20ms) boyunca örnekleyip 311.1 volta karşılık gelen maksimum değeri alıyorum. Bu işlemi 16 kere yapıp değerlerin ortalamasını alıyorum filtre amaçlı. Sonra 311.1/elde edilen değer işlemi cihazın gerilim bölücü oranını veriyor. Bu işlem cihaz ilk çalışmasında yapılıyor ve bölme oranı kalıcı olarak saklanıyor. Cihaz kalibre edilmiş oluyor.

[alikeskinkilic]

hocam anlatmak istediğim ; kalibrasyon için ölçümü aldığınız kaynak sizin ürettiğiniz değerini kesin bildiğiniz bir kaynakmı yoksa kalibre etmek istediğiniz şebeke elektriğimi onu sormuştum biraz dallandırıp budaklandırdım sanırım cevabını vermişsiniz sabit güvendiğiniz bir ac kaynaksa sorun yok kolay gelsin   

[alikeskinkilic]

yanlış anlama giderildiğine göre belki ölçümü daha iyi hale getirecek bir yöntem olarak ısıya göre direnç değişimini kalibre etmek için devrenin özellikle gerilim bölücüde kullandığınız dirençlerin ısısına göre bir aksiyon alabilirsiniz. Böylelikle %1 sapmadan da belli ölçüde kurtulabilirsiniz

[kimlenbu]

Adc tarafındaki dirençleri 0.1% gibi düşük toleranslı seçersiniz, iklim odasında nem ve sıcaklığa nasıl tepki veriyor eğrisi çıkarılır.

Değeri gerçekten bilinen bir kaynaktan kalibre edilir, yoksa tamamen random şekilde anlık bir şebeke voltajına göre referans alıp hatalı bir kalibrasyon yaparsınız. ölçüm sırasında ise sıcaklığa göre önceden değişen eğriyi de ölçüme dahil ettiğimizde güzel bir sonuç alırız.

[asma]

Merhaba
Konuya çok dahil olmak istemem ama gerilim bölücü dirençler aynı tür seçildiğinde ve termal etkileri farklı olmadıkça sıcaklık değişimine tepki vermezler.
%1 toleranslı metal film direnç kullanmak yeterli.
Sıcaklık farkına göre aynı oranda direnç değişikliği olacağından gerilim bölücünün oranı aynı kalır.
Kolay gelsin.

[alikeskinkilic]

eşit değerli dirençlerde dediğiniz gibi olur da 2 tane 10k direncin %1 ile bir 100k ile 1k nın %1 aynı olmadığından illede hassas olacaksa haritalandırma şart sanki ne dersin asma hocam

[asma]

Tolerans sapması değil de termal değişim için direnç değeri fark etmez. Aradaki oran sabit kalır. Ben öyle biliyorum.
10k ve 90k ile gerilim bölücü yaptınız diyelim. Sıcaklık değişimine tepkisi yüzde olarak etki edecektir. Oran sabit kalır.
Eğer oran çok yüksek ise , üretim zorunluluğunun sonucu aynı tür direnç bulamazsak , aynı malzemeden üretilmiş direçleri seri/paralel kullanarak oranı sağlarız.

[alikeskinkilic]

akşama test edicem bunu 

[alikeskinkilic]

yaklaşık 18' sıcaklıkta ölçtüğüm aynı üreticiden aldığım 50.9k ile 296,5k değerli iki direnç ile 5v stabil kaynağı test ettim 0.72v ortak uc çıkışı aldım yaklaşık 30 dereceye kadar ısıttım ikisini yan yana bağlayıp 0.01 v düştü değer ölçülü soğutma imkanım olmadığından çakmak gazını üzerlerine boca edip soğuttum internette yazana göre -30 falan oluyormuş o zaman da kısa süreliğine 0.74v ya kadar çıktı ortak uç.tek bir direnci elle tutup ısınmasını sağlasam bile neredeyse 0.1 V farka kadar çıkıyor Sonuç olarak ısıtınca  fark ediyor ama sanırım 5-10 derecede o kadar da önemli farklar değil.belki 16bit çözünürlülük le dans edebilir.asmaya da hak verdim:) kendimi harcamadan