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[参考译文] ADS131A04：在全尺寸(4x) Wheatstone桥接配置中直接测量称重传感器？

admin
Guru**** 1813980 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS131A04, INA125, ADS1115, ADS131E06, INA2331
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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/573873/ads131a04-direct-measurement-of-load-cells-in-a-full-4x-wheatstone-bridge-configuration

部件号：ADS131A04
线程中讨论的其他部件： INA125， ADS1115， ADS131E06， INA2331

请原谅一个很可能是前额耳光的问题。 我被推上了这个模拟项目，但我的资格远远不够。

我正在尝试构建一个设备，以测量6个称重传感器模块(在全轮石桥配置中，每个模块4个称重传感器)，采样速率为~50 Hz。 我的主机MCU运行的是与实时操作系统(Android事物)相反的极点，由于我不能容忍通道采样之间的太大偏差，我想使用TI的同时采样部件之一，这大大限制了我的选项。 此外，主机在样品掉落之前不能承受超过50-100 Hz的样品，这进一步限制了我的选项，使我只能为如此低的样品速率配置部件。 24位分辨率是一个额外的好处－－早期尝试使用16位部件时，似乎遇到了基于精度的限制。 我喜欢50/60Hz抑制，但我希望只在输入端放置一个切断电压低于50 Hz的模拟滤波器。

发生这种情况时，符合这些高级标准(我可以找到)的唯一部分是ADS131A04 (使用两个菊花链)。 此外，我对数据表如此专注于功率测量应用有点担心，但我看不到任何明显的阻滞剂用于称重传感器测量应用。

我的核心问题：将Wheatstone桥接器的差动输出直接连接到ADS132A04的差动输入是否合理？ 我计划使用电阻分压器(带高精度电阻器)在Vex激 活/2处建立参考电压。 我担心ADS131A04 (表示为130k)的输入阻抗会很低，足以影响网桥。 使用具有差分输出的仪表放大器的设计是否更好？ 我的前任 似乎在桥接器和ADC (在这种情况下为INA125和ADS1115)之间使用单端仪表放大器，将ADS1115的AINx接地。 这样做似乎是浪费ADC范围的一半--但我在模拟方面几乎不识字。 ：)

任何见解都值得赞赏！

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    TI__Guru**** 1813980 points
    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。
    您好Chris，

    您认为ADS131A04的无缓冲输入可以通过自身绘制电流来影响网桥的读数。 您是否看过使用ADS131E06？ 该器件是具有高阻抗输入的6通道同步采样14位ADC。 使用该设备实现时，我看到的唯一问题是最低采样速率为1 kSPS。 您的系统是否可以忽略样本？ 您是否可以将处理器配置为忽略每20个DRDY信号的所有样本(只有一个样本)？ 这样，您就可以在50 SPS的速率下进行采样。

    如果该设备不工作，我们可以查看是否有运算放大器或INA可以在同时使用ADS131A04的情况下为您的系统工作。

    Brian
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    TI__Guru**** 1813980 points
    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。

    感谢Brian的及时回复和有用的见解。

    我真的很喜欢ADS131E06，因为它似乎减少了我的部件数量：所有六个通道都在一个封装中，正如您所提到的那样，消除了对INA的需求。 也就是说，Android物联网环境没有任何好方法可以忽略边缘，例如访问硬件计数器。 因此，如果我这样做，我需要添加一个小型MCU，例如MSP430 (似乎是超杀)，或者在ADS和主机处理器之间使用一个离散计数器/分隔器部件。 离散计数器/分隔器不是一个糟糕的解决方案，但我担心我不会看到DRDY线的行为有一些微妙的关系。 您是否见过这项工作，是否有任何我可以遵循的方法来复制它？

    在没有计数器/分频器解决方案的情况下，我仍然对INA/op-amp解决方案很感兴趣。 如果我复制/粘贴以前设计的解决方案，我会留下INA125的单端输出，正如我所提到的，这似乎是对ADS131A04上差分输入的浪费。 INA可能仍然是这种设计的最佳选择，因为我不确定ADS131A04上的PGA是否足够(还没有测压元件的样品，因此不能引用桥上的全范围电压) 并希望能够通过软件校准在AMP之前消除桥接偏移。

    感谢您的想法和建议！

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    TI__Guru**** 1813980 points
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    嗨，Chris，

    我以前没有看到具体实施过这种解决办法，但它似乎是可行的。 平心而论，我回答的大部分问题都是用户可以直接访问MCU硬件外设，这使得这种行为相对容易实施。 我看不出使用计数器对DRDY进行门控有任何问题，但如果您使用该解决方案，我可能希望看到一个示意图。

    我不必担心只使用ADC的一半范围就会"浪费"它的动态范围。 "半个"仅对应24位中的1位。 最后，我将检查INA和ADC组合的噪声是否具有足够小的等效噪声规格，以测量您需要测量的最小信号，然后是否具有足够大的范围来测量最大信号。 这将提取“位”，以确定它是否是正确的ADC。

    桥偏移校准可能必须在软件端进行，因为它将取决于桥和INA。

    Brian
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    TI__Guru**** 1813980 points
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    您好，Brian，

    再次感谢。 这是非常有用的意见。

    在分频器解决方案上：通常是否需要遵循DRDY的状态以完成读取事务，或者是否可以仅根据边缘触发？ 我怀疑后者是必要的，因为柜台本身是边缘触发的，使DRDY上升边缘模糊不清。 我不相信这是个问题。

    遗憾的是，我不熟悉将噪声/范围与ADC精度进行比较所需的计算。 但是，您的观点是，大约24位(或23位，视情况而定)足以不用作限制因素。 考虑到对进一步放大的需求尚不明确，我可能会对我的6个通道坚持使用ADS131A04+A02。 您是否可以推荐一个合适的INA用于此目的？ 我曾因为包装效率而登陆INA2331，但可能还应该考虑更多。

    在AINP上使用单端信号时，将AINN与GND与Vref绑定是否是既定的最佳做法？ 似乎最终结果相同(ADC动态范围的一半)，只是改变了该范围内信号的偏移。  

    Chris

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    TI__Guru**** 1813980 points
    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。
    嗨，Chris，

    您可以仅在DRDY的负边缘触发此计数器，因为无论销钉处于边缘之间的状态如何，该边缘始终指示数据已就绪。

    我认为INA2331没有问题。 一旦您知道要测量的动态信号范围，我们可以更详细地讨论信号链。

    您认为将引脚接地的想法是正确的，而不是其他一些电压，如模拟中电。 借助AINxN接地，您可以将代码限制在正范围内，但同样，根据您的目标动态范围，这可能不是问题。

    此致，
    Brian Pisani