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[参考译文] TLV9052:将称重传感器连接到 MCU

Guru**** 2694555 points

Other Parts Discussed in Thread: ADS1115, TLV9052, PGA900, INA819

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1581784/tlv9052-interfacing-load-cell-to-mcu

器件型号:TLV9052
主题中讨论的其他器件: PGA900、ADS1115、 INA819

如果这是在论坛中的错误位置,请先向我们道歉。 在选择可用于将称重传感器连接到 BeagleBone Black Rev C MCU 的器件和设计时、我需要一些帮助。   如果没有选择 TI 器件型号、我无法发布此内容、我们已经使用了 TLV9052。

我有一个 VPG 力传感器 6001-500L-A1-00F S 型称重传感器,用于在一个新的固定式农业设备上进行原型称重应用。   称重传感器是惠斯通电桥型传感器。   我们计划使用其中的四个来测量储罐中液体在处理过程中的重量。  
我是一名工程师、但在通过毫伏输出连接称重传感器方面没有太多经验。   
称重传感器的全跨度范围为 0-500lbf。  其灵敏度为 3.000mV/V、最大激励为 15VDC、建议使用 10VDC。  对于我们来说、使用 12VDC 激励称重传感器会非常简单。

我们使用了 BeagleBone Black Rev C 微控制器、我的偏好是连接 I2C、而不是硬性要求或快速要求。   BeagleBone 的 I2C 电压范围为 0V - 3.3V。

我尝试在试验电路板上使用 Nuvoton NUA7802 ADC 来连接此接口、但无法使其正常工作。  我认为部分问题是称重传感器需要比 ADC 等电压更高的激励电压。  我没有放大任何内容、但读数不正确。  

我相信 TI 有一个很好的选择、但没能找到一个。   我知道 TI 会提供更好的文档、提示和支持!  TLV9052 不是我的建议。 我只需要选择一个器件型号才能在此处发布内容。  PGA900 对我们来说很难在电路板上进行原型设计、除非您有关于可以在试验电路板上手动处理的安装方法的建议。

我期待听到一些建议。

Wc.

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    你好、WC

    全跨度范围 0-500 磅力。  它的灵敏度为 3.000mv/V [/报价]

    这是否意味着 500 磅时输出为 3mV/V? 在施加 12V 电压的情况下、产生 36mV 的最大输出。 共模为 6000mV、因此建议使用仪表放大器。  

    https://www.ti.com/product-category/amplifiers/instrumentation/overview.html

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    Ron Michallick  3mV/V 是灵敏度。   因此、在满负载、500lbf 下、输出确实为 12V * 3mV/V = 36mv。   是的、共模电压为~6V。   我会查看您推荐的产品、并回答任何问题。

    我真诚地感谢快速回复!   

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    Ron Michallick 经过快速浏览后、 INA2126UA/2K5 看起来可以正常工作。  由于称重传感器由 12VDC 激励、因此我会 使用同一电源为 INA2126UA/2K5 供电。   

    可以通过单个电阻器将增益设置为低至 5V/V。  因此、如果我在满负载时以 12VDC 激励称重传感器、我将得到 3.000mv/V *12 = 36mv。   为 Rg 放置一个 1780 欧姆 1%电阻、增益将为 50。  放大器需要高达 50V*0.036V/V (50*0.036=1.8V) 的电压、我可以通过 I2C 使用 ADS1115(我们已经使用)读取它、也可以直接进入 Beagle 上的模拟输入(最大输入 1.8V)(如果有四个可用)。  (我们将每单位使用 4 个称重传感器。)

    这适用于可能在未加热结构中运行的固定式农业系统。  我们不需要快速响应、但看起来它仍然有。

    我有什么遗漏吗?

    Wc.

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    WC、

    除非有空载的样本数据可以抵消该偏移误差、否则必须具有良好的 CMRR。

    最小 CMRR 为 74dB。 6V - 74dB 为 1.2mV

    1.2mV/36mV * 500 磅= 16.6 磅偏移误差  

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    好点 Ron Michallick 我将确保我们可以容忍我们系统中的错误。   16.6 磅是 7 升以上的水,所以我认为我们需要做得更好!

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     Ron Michallick 我认为 INA819IDR 看起来可以满足我们的需求、但我也很感激您的意见。   称重传感器的激励电压为 12VDC、灵敏度为 3.000 MV/V。   根据我在文献中阅读的内容、INA819 的最小 CMMR 为 110dB、因此输入参考共模误差将仅为 0.0190mv、在此称重传感器上为~0.12 升/mv。   (室温下 13.7 lbf/mv / 2.2046 lbs/l 水密度= 6.21 升/mv *0.019 =~0.12 升~120ml、这对于我们的目的来说足够好、在我们的最低批次尺寸下误差约为 0.66%)  环境温度摆幅可能为 10°C 时会产生 4 μ V 偏移、我们可以忽略不计。  最大输入失调电压为 35uV、同样、对于 0-36mv、可以忽略不计。

    只剩下几个设计问题。

    1) 是否可以使用与激励电压相同的 12V 电源为 IN819IDR 供电?  本质上, — 激励至连接至 Vs 的传感器、+激励连接至+Vs、并将-Vs 连接至 BeagleBone Black 的接地端、后者最终会读取输出?

    2) 除了希望使用 I2C 读取该电压之外、是否真的需要第二个运算放大器?

    是否有任何最终想法/意见?

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    WC、

    我建议使用橙色的“提出相关问题“作为器件型号、以获得最终检查结果。

    1) 是的

    2) IC2 可能需要另一个电源电压。  

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    Ron Michallick 我发布了相关的问题和原理图。   I2C 将从 BeagleBone Black @ 3.3V 获得电源、以匹配 Beagle 的 I2C 总线电压。