[参考译文] ADS1256：测量压电式传感器(胶囊、圆盘)的安全方法

您好、Marconi、

这取决于传感器产生的电压是否相对于接地真正为负、或者输入是否只是相对于彼此为负(但相对于接地仍然为正)。

例如、如果传感器引线标记为(+)和(-)、并且(+)引线上有5V 电压、而(-)上有1V 电压、则像 ADS1256这样的 ADC 会将其解释为4V (假设 ADC 设置正确)。 如果随后更改了传感器输出(通过增加/减少压力)、并且(+)引线上有1V 电压、而(-)上有5V 电压、ADC 会将其解释为-4V。 但是、在这两种情况下、每个引脚上的绝对电压相对于接地为正。 这可以与 ADS1256配合使用

如果输出电压相对于接地端实际为负、则 ADS1256不支持该值(HX711也不支持该值)。 您可以考虑使用一个可由双极电源供电的 ADC、例如 ADS1261 (AVDD 可为+/-2.5V)或 ADS125H02。

需要考虑的其他事项：

1. 确保 ADC 可以支持传感器的输出范围。 ADS1256可在缓冲器关闭的情况下从 AGND 到 AVDD 进行测量(缓冲器打开时从 AGND 到 AVDD-2V)、如果传感器输出实际可高达5V、这将非常有用。 请注意、HX711的最小增益为32、因此无法测量5V 信号(增益为32的满量程输入必须小于80mV)。 不过、如果您需要高输入阻抗
2. 您可以通过向引脚施加足够大的电压或电流来损坏器件。 一旦超出绝对最大额定值、就不清楚器件将如何工作、并且在某些条件下仍能正常工作。 HX711似乎未在我看到的数据表中列出任何绝对最大额定值、因此不清楚这些限制是什么。 不过、ADS1256数据表中清楚地标识了这些限值、它们通常略高于电源电压、~10mA 流入 ADC 引脚。 由于我不确定您从传感器中获取的内容、因此我无法评论是否可以将传感器直接连接到 ADC。 但在许多情况下、只要满足数据表要求、就会出现这种情况
3. 许多具有集成增益放大器的 ADC 具有共模电压限制、即使 G =1也是如此。 如果您需要具有可旁路 PGA 的 ADC、请查看 ADS1220或 ADS124S08。 这两个 ADC 通常与压力传感器配合使用、它们还支持双极电源以提供真正的负输入信号

如果您对我提到的其他器件有任何疑问、请告诉我。

布莱恩

您好、Marconi、

我对压电式传感器并不熟悉、因此我在网上做了一些小研究。 下面的链接包含一个电路、用于测量压电式传感器的输出、同时考虑您最初提到的一些电路缺点(可能更高的电压等)。 我在这里发布这篇文章以供参考、并确认我尚未验证此电路的性能或功能： https://electronics.stackexchange.com/questions/59594/piezoelectric-sensor-and-the-adc

该电路的功能如下：

• 电阻分压器可将传感器输出的较大信号衰减到 ADC 的输入范围
• 二极管基本上会将传感器产生的任何负电压接地、例如、当压力被消除时
• 齐纳二极管将正电压限制为4.7V、以避免 ADC 输入超出范围。

ADS1256具有集成输入缓冲器、因此您无需分立式器件、但启用 ADS1256缓冲器时、绝对输入电压必须保持在0V 至3V 之间。 因此、您需要相应地调整电阻分压器和齐纳规格。 但理论上、这应该可以很好地工作、并且电路比您拥有的电路简单一些。

布莱恩