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[参考译文] 适用于10V 称重传感器的 ADC

admin
Guru**** 2382820 points
Other Parts Discussed in Thread: LMR14203, INA826, ADS1220, ADS1231, ADS1232, ADS124S06, ATL431LI
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/726607/adc-for-10v-load-cell

主题中讨论的其他器件：LMR14203、 INA826、 ADS1220、 ADS1231、 ADS1232、 ADS124S06、 REF5025、 REF5050、 ATL431LI

您好！  

我正在设计一个系统、用于测量具有以下特性的称重传感器：

- 2mV/V 的灵敏度

-准确度等级为3000  

- 10V 的输入电压

-最大负载20kg

-最小负载10克

-仅测量一个方向的力

系统的电源为24V。 我使用两个 LMR14203：一个用于模拟电路(10V) 、另一个用于数字电路(5V)。

到目前为止、我在我的仿真中使用 INA826来放大称重传感器电压、一切都很好。

我关注的是 ADC 转换。 我想在具有20位 比例式测量的 ADC 中使用、 但我找不到任何 ADC

模拟输入参考电压为10V。  您对一切有何看法？ 有没有具有10V 模拟基准的 ADC？

我可以通过某种方式将比例式测量与具有5V 模拟基准的 ADC 结合使用吗？

非常感谢您的帮助！

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    TI__Guru**** 2382820 points
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    我不知道分压器是否从称重传感器输入飞出、因此要获得5V 模拟基准、最好...
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    TI__Guru**** 2382820 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。

    Daniel、您好  

    到目前为止、您使用的 ADC 是什么？

    如果您正在寻找通常称为 SAR ADC 的采样保持 ADC、那么在比率参考设计中使用20位 SAR ADC 并不常见。 这被视为高精度器件、需要基准输入干净且稳定。  

    该器件无需 使用10V 的基准电压即可获得高达10V 的输入范围、因此我怀疑您会找到任何具有如此高基准输入的 ADC； 器件旨在使用2.5V 或有时为5V 的基准电压、以便将其输入范围扩展到10V。  您需要重点关注 ADC 的驱动输入电路设计、因为您的应用的基准将无法用于比例式设计。  

    我 认为 ADC 说明书中的一些 ADC 输入设计将会有所帮助。  

    此致、Cynthia  

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    TI__Guru**** 2382820 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。
    Daniel、您好！

    我只想补充一点关于辛西亚已经提到的问题的评论。 TI 拥有专为桥式传感器应用(包括称重传感器)设计的精密 Δ-Σ ADC。 24位分辨率器件包括 ADS1231、ADS1232、ADS1220和 ADS124S06等。 所有这些器件都能够使用5V 基准电压、该基准电压也可以用作称重传感器的激励源(然后提供比例式测量)。 这些器件还包含内部 PGA、因此无需外部放大器。

    您应该能够使用5V 而不是10V 作为您的基准/激励源、并且仍然能够获得良好的结果。 ADS1220数据表中有一个用于电桥测量的良好设计示例、可用作计算所需性能的指南。 您应该能够按照相同的计算方法、插入灵敏度和容量、以确定是否可以实现所需的刻度分辨率。 噪声将是决定因素。 具体而言、请查看 ADS1220数据表第59页上的公式42。

    不清楚要求的刻度分辨率是多少、但根据您显示的最低值、在10千克刻度上为10克。 根据等式42并提供为2mV/V 灵敏度和10kg 称重传感器确定的值、您应该能够使用此应用中显示的设置实现优于1g 的分辨率。

    其他器件的计算方法与使用适当噪声表进行计算相同。

    此致、
    Bob B
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    TI__Guru**** 2382820 points
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    您好、Cynthia、您好、Bob：

    首先、感谢您提供书籍链接。 我在那里找到了一些好书。

    我之前看过这些 ADC、但负载单元的10V 是一项要求。

    然后、我想最好的选择是为电桥使用10V 的精确电压基准、为 ADC 使用5V 或2.5V 的另一个精确电压基准... 我是对的吗？

    对于 ADC、我可以使用 REF5050或 REF5025。
    对于具有400欧姆+-20欧姆输入电阻的电桥...、需要大约27mA 的电流。 也许我可以使用 ATL431LI 之类的器件吗？

    我需要一个具有 AREF 的 ADC，因为由于电压摆幅，我在 INA REF-中有一个很小的偏移。

    所以，如果没有更好的选择来解决这个应用… 您可以向我推荐哪种 ADC 和电压基准？

    谢谢你。

    此致、
    Daniel C
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    TI__Guru**** 2382820 points
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    Daniel、您好！

    使用比例式测量有一些很大的优势、因为激励源的噪声和漂移可消除以进行称重传感器测量。  此外、当使用 ADC 的内部 PGA 时、输入参考噪声会随着施加的增益而降低。  使用外部放大器将不会这样做。

    当您添加具有非比例式测量的外部放大器时、您会增加放大器激励源和 ADC 基准的外部噪声、漂移(偏移和增益)。  很遗憾、10V 激励是一项要求、因为这会使事情变得相当复杂。

    如果没有更具体的信息、就很难回答您提出的组件使用请求。  这就像是在不知道自己喜欢的口味或成分的情况下要求一份好的汤。  您提到了称重传感器灵敏度和10V 激励要求、但您希望接收新转换数据(或 ADC 的数据速率输出)的频率是多少？您尝试实现的刻度分辨率是多少(或最小稳定刻度分辨率)？

    此致、

    Bob B

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    TI__Guru**** 2382820 points
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    尊敬的 Bob：

    转换时间不是一个大问题：每秒1次是可以的。 刻度分辨率：1 GRAME。

    我可能会问一些愚蠢的问题、但对于这个低转换频率... 如果我使用两个电阻器和一个缓冲器来获取 ADC 的 Vref+、这也是一种辐射测量、对吧？
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    TI__Guru**** 2382820 points
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    Daniel、您好！

    您正在寻找20000个无噪声刻度计数、以实现20kg 称重传感器的1g。 您可以使用分压器从10V 激励电源创建基准、但它不会真正成比例、因为电阻器会产生噪声和漂移、如果使用缓冲器、则放大器会产生额外的噪声、失调电压和增益漂移。

    您是否绝对确定需要使用10V 励磁？ 如果使用5V 电压、电路就会变得简单得多。 无需分压器或外部放大器。 您应该能够使用5V 和 ADS1231来实现所需的分辨率。

    测量称重传感器输出时的一个重要注意事项是测量的可重复性。 您添加到系统中的每个器件都会增加误差并降低可重复性。

    对于10V 激励(以接地为基准)、共模电压为5V (中等激励电源)。 对于5V 的模拟电源、ADC 的测量范围为0至5V。 这将要求放大器具有一个共模输入范围、此范围可实现负载单元的5V+/-10mV 输出。 放大器需要将输出转换为 ADC 的共模范围。 这将需要另一个电源电压。

    或者、您也可以使用5V 电压进行激励、模拟电源和基准以及 ADC 的内部 PGA。 这大大降低了复杂性和成本、同时提高了精度水平。

    此致、
    Bob B
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    TI__Guru**** 2382820 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。

    尊敬的 Bob：  

    经过几天的研究、我们得出结论、更改10V 要求将变得更容易、更便宜。  

    我一直在比较多个 ADS、而 ADS1231是一个很好的建议。

    感谢你的帮助。

    此致、  

    Daniel C