[参考译文] INA827：使用称重传感器测量时、1克不等于1克

假设您使用 OPA330正确消除输出电压偏移、并考虑 INA827 REF 引脚上剩余的任何直流电压和误差(例如 Vos=+/-50uV)、还有几个其他因素可能会导致读取误差。  

1、输入电阻不应与 INA827的输入端子串联、因为它们会因输入偏置电流(95nA*10k)和电流噪声而导致额外误差。  如果您为过压保护添加了它们、请尽量减小它们的值、以便最大输入电流为10mA。

2. 您的测量的采样频率是多少？  增益 G=538时、INA827带宽仅约为~20kHz、稳定时间约为100us -请参阅下面的内容。 因此、请确保您的采样频率低于 10kHz、否则您将测量不稳定的值。

由于增益高、输入电压和电流噪声可能起着主要作用、因此您需要将平均值从16倍增加到至少100倍。

您好、Matthew、

负载单元是否在3.3V 电桥电压下工作？ 您确定为 loadcell 提供了正确的比例因子吗？

此外、您是否确定观察到的变化不是由 loadcell 不可避免的迟滞引起的？

您能否提供指向 loadcell 的链接？

您使用的是什么 ADC？ 采样率是多少？ 您是否使用电荷反冲滤波器？

Kai

我认为您对使用万用表获取的输出读数求平均值、但如果您使用 ADS、您会采用什么 R/C 滤波方案？

我们不使用任何 R/C 滤波方案、这2个引脚直接进入我们北欧 nrf52840上的 ADC。  

您好 Kai、我不确定负载单元是否使用电桥电压工作。 不、我不确定我们是否有正确的比例因子、我希望您可以通过电路和代码告诉我。  

我可以看到从1次测量到 下一次测量的波动 是迟滞、但我们的测量值线性降低了大约20%、我们正在切割罐装食品、它们的重量实际上是172g、负载单元通常将其报告为140-150g。

微型轻量负载单元传感器2kg 5kg 10kg (forsentek.com)

我们使用的是 Nordics nRF52系列板载12位配置 SAADC。 我们实际上使用了非常低的采样率、我们以10ms 或100Hz 的系统时钟计时。 捕获时间为10us、这是北欧默认值。 我不确定反冲滤波器、我提供的原理图直接馈送到我们的北欧芯片上的模拟输入引脚

Matthew、

我们的支持团队主要处理与硬件相关的问题、而不是软件、实际上应该将这些问题转给  Nordics nRF52制造商。   话虽如此、从 nRF52840看、它是一款控制器、具有用于单端输入的基本8个通道或用于差分输入的4个通道12位 SAR ADC。  与 TI 的精密 ADC 和 Δ-Σ 转换器相比，这些器件的分辨率相对较低，精度较低。  

精密 SAR 可能需要 RC 电荷反冲滤波器、但在这种情况下、12位 ADC 的分辨率似乎较低、采样率较慢。 但是 、ADC 和 INA 之间的滤波器仍然有助于限制宽带噪声。   ADC 数据表不推荐使用特定的 RC 滤波器。  在许多电桥应用中、我们通常建议在仪表放大器的输入端使用差分 R-C-R 滤波器、使用更大的10倍差分输入电容器和1个共模电容器。  滤波器带宽可在数百 Hz 内设置得相对较低，因为体重秤基本上是非常低的频率或缓慢移动的信号，您可以声称它以100Hz 的频率对信号进行采样。

总之、我们建议在仪表放大器输入端使用10倍差分电容器和1个共模电容器来降低外部噪声、 ‘m，INA 和 ADC 之间具有更高的带宽(在几 kHz 上)可选的 RC，以减少任何 INA 宽带噪声。  在许多情况下、电桥传感器噪声主要由60Hz (或50Hz)线路噪声决定。   用于体重秤应用的 Δ-Σ 转换器包含具有60Hz 或50Hz 衰减陷波的数字滤波器。  在这种情况 下、由于这是一个不包含数字滤波器的 SAR ADC、因此可以在完整的60Hz (或50Hz)线路周期内对样本求平均值、以消除线路噪声。  例如、以600SPS 采样率进行采样、并平均10个采样以消除60Hz 噪声。

在高精度/高分辨率电桥应用中、我们倾向于推荐比例式配置、其中使用相同的电压源对电桥进行偏置/激励、使用相同的电压源生成 ADC 基准。  在比例式配置中执行传感器测量具有显著的优势、因为相同的低频噪声和漂移误差会按比例反映在 ADC 输入和 ADC 基准输入上。  由于绝对激励低频噪声和漂移、以及基准低频噪声、几乎可以消除这些误差、因为它们在 ADC 输入和基准输入处的比例相等、并且往往会抵消。

如有任何其他问题、我将向您推荐我们的工厂 ADS 驱动器专家 Luis、他可以更好地解决您的应用中的任何剩余问题。  

感谢您的所有帮助、Marek

您好、Matthew、

相对于 INA827的 REF 引脚电势并减去负载单元和 INA827的偏移电压后、172g 将导致 INA827的输出电压为61.1mV、而140g 为49.7mV。 我是对的吗？

您是否在 INA827的输出端看到此电压以及电压表(DVM)？

请注意、不要将电压表直接连接到 INA827和 OPA330的输出引脚、而是先在每条线路中插入大约数百欧姆的隔离电阻器。 将隔离电阻器直接安装在输出引脚上。 此外、移除与 ADC 的连接以进行此测试。

如果没有、我将首先分别检查 loadcell 和 INA827的组合：

从 INA827上断开任何东西(不包括 loadcell)。 为 INA847提供+/-15V 电源、并将 REF 引脚连接到信号接地。 为负载单元提供3.3V 电源。 按照 Marek 的建议、对 R3和 R4短路。

您现在是否看到了正确的输出电压？

如果没有、请使用新的 INA827和新的150R 电阻器、然后重试。

如果仍然存在问题、错误者很可能是 loadcell、而不是 INA827。

分裂和征服！

Kai

谢谢 Matthew、

我们将等待结果、

此致、

Luis