工具与软件：
大家好！ 我正在使用两个 ADS1235 ADC (特别是 ADS1235QWRHMRQ)进行一个项目、使用应变仪监测钢制物体的变形。 尽管采用了简单直接的设计方法、但仍然存在显著的测量不一致、我会寻求帮助来找出根本原因。
工程和应用上下文
该系统设计用于监测位于机器不同部分的两个钢物体的变形情况。 每个钢质物体都配备了四个应变仪(配置为半惠斯通桥)、总共八个应变仪。 这些电量计(350 Ω 的标称电阻、在半桥配置中约为700 Ω)是根据用作基准的 PCB 安装式分压器(包含两个1kΩ 电阻器)进行测量的。
下面是我们器件的方框图：
硬件和软件详细信息
PCB 详细信息：
- 该设计在4层 PCB 上实现、在 ADS1235正下方有一个专用的接地层。
- ADS1235附近没有任何高速信号(仅限位于较远位置的微控制器时钟)。
ADC 配置：
- 模型：ADS1235QWRHMRQ
- 设置：
- PGA 增益：128
- 斩波模式：启用
- 过滤器：Sinc4
- 采样率：每秒1200次采样(SPS)
- 延迟：0 µs
- 其他硬件：每个通道上使用一个低通滤波器、由一个与1nF 电容器并联的100 Ω 电阻器形成。
电源详细信息：
- DVDD：3.3V
- AVDD：5V
- 此评估板由24V 电池通过降压转换器供电。 尽管降压转换器的输出电压随着输入电压的变化而有一些变化、但由于差分测量、它对 ADC 读数的影响很小。
问题描述
预期行为：
ADC 应提供主要反映应变仪变形的稳定读数、并具有最小的噪声、漂移或阶跃变化。
观察到的行为：
当我们在机器上安装系统时、我们注意到测量结果不一致。 例如：
- 阶跃变化：ADC 测量突然跳变—请参阅图像。
- 漂移：随时间变化的明显正漂移或负漂移(例如、在4小时的周期内大约有20000 ADC 电平)。
到目前为止的故障排除和测试
机械隔离
为了消除机械影响、将器件放置在机器上、而无需将传感器焊接到任何结构。 结果仍然显示出陡峭的漂移(正或负)、并在下电上电时发生变化：
电源评估
我们在实验室中进行了一些测试来确定电源是否存在问题。改变输入电压后发现、虽然降压转换器的5V 输出随输入电压变化、但 ADC 读数基本不受影响。
扩展的实验室测试
我们在实验室进行了长时间测试、以检查器件在受控环境(温度和电源)下的行为。 这是不同 ADC 的结果：
这是紫色区域的特写(持续时间约为4：30小时)。 在2小时内似乎有600个 ADC 级别的噪声和1000个级别的漂移：
测试时的关键规格
我使用评估板测量了测量仪表、以检查是与我们设计的 PCB 还是与传感器有关。 这是设置的照片：
这是结果、并 放大了一个2分钟的窗口。 大约有100K ADC 电平的变化：
电阻器进行 PCB 测量
使用标准电阻器构建的惠斯通电桥经过测试、可将 PCB 性能与应变计的性能分开。 这是设置的照片：
这是结果、并 放大了一个2分钟的窗口。 大约有100K ADC 电平的变化：
请求协助
我陷入了僵局。 我的测试未确定不一致是否来自：
- PCB 上的设计问题(布线、滤波或布局)、
- 应变仪本身、或者
- ADS1235出现问题。
提前感谢您的见解和建议。 我渴望了解这些问题的根本原因、 希望了解可能解释这些行为的有关 ADS1235进一步诊断步骤、潜在设计改进或已知问题的任何指导或建议。
此致、
Edgar
