[参考译文] ADS1231：输出代码问题

Yamen、您好！

使用的校准重量似乎非常接近0值、这使得校准斜率很难计算。  通常、您需要在接近称重传感器最大重量的称重器上放置一个重量。

我个人不会尝试将数据从二进制补码转换为单极格式、因为最终会引起混淆  因此、为了弄清楚可能发生的情况、我需要了解更多详细信息。  

• ADS1231 AVDD 和基准电压是多少？
• 以 mV/V 为单位的称重传感器的灵敏度是多少？  
• 为了达到满量程输出、可对称重传感器施加的最大重量是多少？  
• 您可以共享原理图吗？

获得这些信息后、我们可以研究如何实现预期结果。

此致、

Bob B

尊敬的 Bob：

我将使用4个加载单元的配置。 它们的输出灵敏度均为1mV/V、每种传感器均可支持40-50千克。

VREFP、AVDD 和电桥的激励电压共享+5V 直流电压(我认为这可能是问题)、并且 VREFN 接地。 原理图如下所示。 ADS1231连接到 MSP430F5529微控制器。 感谢你的帮助。

Yamen、您好！

您能否更详细地解释负载单元如何连接在一起(形成电桥或并联)？  此外、您使用的是哪种类型的称重传感器？  它们是3线、4线或6线负载单元？

假设您有一个灵敏度为1mV/V 的50kg 负载单元、并以5V 电压激励该负载单元。  针对满量程读数、5V 时的称重传感器输出将为5mV。  ADS1231的满量程范围为+/- 19.5mV。  因此、5mV 输出将仅使用大约1/8的满量程范围或1/8的可用代码。  可用代码总数将取决于 ADS1231在无噪声运行条件下的最佳情况分辨率。  这将取决于使用的数据速率。  在10sps 时、分辨率为17.4位、在80sps 时、对于5V 激励/基准、分辨率为15.9。  为50千克称重传感器校准216g 就像校准噪声一样。  您的校准重量应接近50kg、以获得针对刻度斜率的良好校准值、否则噪声将是一个重要因素。

您需要确保在进行这些大型计算时、不会出现数字溢出问题、尤其是浮点计算。  您可能需要使用双精度数而不是整数。

模拟工程师计算 器现在在数据转换器下拉菜单下有一个桥式传感器部分。  这可能有助于您确定最佳情况下可用的分辨率。

此致、

Bob B

尊敬的 Bob：

称重传感器各有3根导线、并连接以形成全桥。 如果5V 激励源在10SPS 时的分辨率为17.4位、这是否意味着假设使用满量程范围、最高有效6.6位不会改变？   使用全桥配置时、满量程称重传感器输出是否会增加到20mV？

我尝试将校准重量设置为52千克、考虑到配置的最大容量为200千克(4个负载单元* 50千克)、但输出代码的最高有效字节仍然不变。

唯一的整数值是 ADC 输出的代码、因为它们是数字信号、否则不能按位移位。 校准计算期间使用的所有其他变量都是双精度值。

尊敬的 Bob：

当 我将输出保持为二进制补码时、无论电桥输出的极性如何、ADS1231的代码始终为负。 使用52千克作为校准质量时、将校准负载放置在刻度上时、输出代码几乎没有变化、如下面的结果所示。

我在该线程的原始帖子中共享的数据具有更大的代码范围、但仍然不足以满足预期的分辨率(0x7f096e - 0x7f0561 = 0x40D = 1037个代码)。

位于称重传感器上的平台是否会影响结果？ 将 校准负载放置在金属平台上时、我的代码没有发生任何变化、但我通过更换材料获得了以下结果。

下面是我的称重传感器配置的图像：

Yamen、您好！

电桥似乎已正确连接在一起、但它会在连接到 ADC 和激励时对使用哪些引线产生影响。  您在每次连接 EXC+、EXC-、SIG+和 SIG--时使用哪种颜色线？

平台重量会有所不同、但材料类型不应。

此致、

Bob B

尊敬的 Bob：

蓝色-> EXC+

绿色-> SIG -

灰色-> EXC-

白色-> SIG+

平台重量是否会影响称重器的灵敏度、或者只是校准偏移时必须考虑的额外质量？

Yamen、您好！

提供的这些连接也将是我的连接方式。  根本不清楚您的代码是负的原因。  我将验证所有连接处相对于 GND 的电压。  蓝色导线应为5V、灰色导线为0V、其余导线应为激励电压(2.5V)的1/2。   

接下来、使用不带平台的外部电压表检查从 SIG+到 SIG-的电压。  这应该非常接近0V。  接下来、将平台放置在称重传感器上、然后再次测量电压。  电压应该略有增加。  根据您的仪表、它可能不足以测量。  将52千克的重量放在平台上、然后使用外部仪表再次测量。  您现在应该会看到大约1.2mV 的可测量值。  让我知道您在这些测量中看到的每个值。

至于增加的平台重量、这将降低称重器的总容量、但不会降低灵敏度。  假设平台重量为1千克、则最大称重重量为200千克- 1千克或199千克。

此致、

Bob B

尊敬的 Bob：

检查四根导线相对于 GND 的电压。 以下是我在测量 SIG+与 SIG-之间的电势后得到的结果：

空载-> 0.9639mV

平台负载-> 1.1055mV

52千克负载-> 3.9727毫伏

Yamen、您好！

此时、ADC 出现连接问题或配置不当。  我认为 ADC 也总是可能损坏。  

确保 ADC 上没有任何数字引脚悬空、并验证连接到微 GPIO 的每个引脚的电压。  另一个潜在问题是低侧开关的连接。  您可能需要将 EXC-直接连接到 GND、看看这是否会产生影响。

让我知道每个 ADS1231引脚的电压、以便我知道器件是如何配置的。  我还建议查看 ADS1231中的数据、以确保在您的代码中正确读取这些数据。  使用示波器或逻辑分析仪检查 DRDY/DOUT 信号、以查看是否以选定的数据速率进行脉冲。  这表明内部时钟按预期工作。

在桥上看到的 SIG+和 SIG-值也应在 ADC 的输入端看到。  在输入电容处对 ADC 的输入端进行测量、通常比在器件引脚上进行测量更容易。

在读取代码中的转换数据时、请验证数据是否与 ADS1231传输的数据精确匹配。

此致、

Bob B

尊敬的 Bob：

我已验证示波器上的数据是否与 ADS1231传输的数据相匹配。 我还 测量了每个 ADS1231引脚的电压。 结果如下：

DVDD ->+3.3V

GND/CLKIN / SPEED / SW -> 0

电容(5)-> 2.53

电容(6)-> 2.47

AINP -> 2.5

AINN -> 2.5

VREFP -> 5.02

VREFN -> 0

AVDD -> 5.02

PDWN -> 3.3

EXC-信号直接发送到 ADS1231的 SW 引脚、在任何其他地方都不会发送、如上所示。

我尝试使用中断驱动程序而不是以前的轮询代码、并且获得 的输出代码的范围明显大于以前的范围(最高和最低输出之间的差异为0x2fff)。 但是、 对于这两个程序、即使 相应电桥的输出为~1mV、在负载单元上未加载时的输出代码也相当于大约0.15mV。 以下是我的中断代码：

#if defined( __TI_COMPILER_VERSION__ ) || defined( __IAR_SYSTEMS_ICC__ )
#pragma vector = PORT1_VECTOR
__interrupt void Port_1(void)
#elif defined(__GNUC__)
void __attribute__ ( (interrupt(PORT1_VECTOR) ) ) Port_1 (void)
#else
#error Compiler not supported!
#endif
{
    switch ( __even_in_range( P1IV, P1IV_P1IFG7 ))
    {
        case P1IV_P1IFG1:
            ready_for_cal = true;                                   // set ready for calibration flag
            P1IFG &= ~BIT1;                                         // clear interrupt flag
            break;

        case P1IV_P1IFG3:
            while (!(UCB0IFG & UCTXIFG));
            UCB0TXBUF = 0x21;
            while (!UCRXIFG);              // if RX operation is not complete
            data1 = UCB0RXBUF;

            while (!(UCB0IFG & UCTXIFG));
            UCB0TXBUF = 0x22;
            while (!UCRXIFG);
            data2 = UCB0RXBUF;

            while (!(UCB0IFG & UCTXIFG));
            UCB0TXBUF = 0x23;
            while (!UCRXIFG);
            data3 = UCB0RXBUF;

            while (!(UCB0IFG & UCTXIFG));
            UCB0TXBUF = 0x24;

            code = (data1 << 16) + (data2 << 8) + data3;
            printf("The code is %lx\n", code);

            P1IFG &= ~BIT3;                                        // clear interrupt flag
            break;

        default:
            break;
    }
}