[参考译文] 电阻式电桥传感器-电桥传感器 ADC

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Other Parts Discussed in Thread: ADS1235, ADS1260, ADS124S06, ADS125H02, PGA302

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/1241046/resistive-bridge-sensor---bridge-transducer-adc

主题中讨论的其他器件：ADS125H02 、ADS1235 、ADS1260、ADS124S06 、 PGA302

您好！

我正在开发一个板来读取由具有四个有源元件的惠斯通电桥排列的电阻传感器。
输出电压 Vo = ve (dR/R)

电桥的灵敏度 S 等于20mV/V
0至10V 的激励电压 ve
电桥阻抗为5k Ω
线性为±0.1 %Fs

我想减少元件数量、最好使用尽可能少的电源轨。但我必须看看如何操作、因为除了这一个之外还有其他传感器、这可能是不可能的。

因此、我正在寻找一个可以直接采集电桥输出信号的惠斯通电桥读数 IC (电桥换能器 ADC)、理想情况下无需接口电路。
性能也很重要、我想充分利用这款传感器。我刚开始开发、所以我还不知道。

此外、它不必是过旧的 IC、但我想选择一种适合新设计且没有可用性问题的 IC。

您能帮我做选择吗？

感谢您的支持。

1 年多前

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1807890 points

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尊敬的 Matteo：

如果您希望能够测量10V 激发的电桥、这将使您的电路变得复杂一点。这是因为电桥的空载共模电压为5V、激励电压为10V。但是、大多数 ADC 可以在模拟电源上支持最大5V 的电压、而具有集成增益放大器的 ADC 通常具有共模限制、这会进一步限制输入电压。因此、您需要一个支持更高电压输入的 ADC、这通常也需要双极电源。

例如、ADS125H02可以支持高达+/-15V 的输入信号、但这需要+/-18V 电源。

ADS1235是适合电桥测量的5V ADC、它在 ADC 中集成了一个噪声极低的 PGA。但是、您需要将电桥输出电压电平转换到 ADC / PGA 的共模范围内。

我们有一个文档介绍了电桥测量的许多基本概念以及它与 ADC 选择的关系： https://www.ti.com/lit/pdf/sbaa532

请查看我的 ADC 建议和本文档、如果您有任何进一步的问题、请告诉我。

-Bryan

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1807890 points

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您好、Ryan、

感谢您的答复。

我不是很清楚。激励电压：0 - 10V 是此传感器数据表所允许的范围。我将n‘t 恒定电压、我不想使用10V。

我当时还认为、ADC 使用与 Vref 相同的电压也是一个好主意。

考虑到 S = 20mV/V、您是否认为3V 是不够的？不使用5V？

您可以推荐哪些器件？

谢谢你。

马特奥

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1807890 points

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尊敬的 Matteo：

感谢您阐明了您想对您的系统执行什么操作。

如果您要将电桥激励电压限制为5V 或更低、则可以使用许多 ADC。我在前一篇文章中提到了 ADS1235、它是一款极高精度、低噪声的 ADC。您可以在 ADS1235数据表的第9.2节中看到典型的电桥设置。

ADS1260是 ADS1235的超集器件、具有其他一些功能。此外、ADS1260的所有二进制增益都在1到128之间、而 ADS1235的增益仅为1、2、64和128。这些额外的增益值可能很重要、具体取决于您选择的激励电压

我建议使用尽可能大的激励电压、例如5V、因为这将为您的电桥提供最大的输出信号。不过、正如我之前提到的、这将影响您可以使用的最大增益。例如、如果您使用5V 激励20mV/V 电桥、则最大输出信号为100mV。如果 VREF = 5V、那么您可以使用的最大增益必须小于5V/100mV = 50。因此、您需要选择增益32。

另请注意、我在这里提到的两个 ADC 仅支持 AVDD = 5V。如果您希望 AVDD = DVDD = 3V、则另一个选择是 ADS124S06。与 ADS1235/ADS1260相比、该器件的噪声略高、但这取决于 ADC 输出数据速率。

-Bryan

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1807890 points

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您好、Brian、

感谢您的支持。

虽然我在研究您推荐的产品、但我想问您对 PGA302这样的 IC 有何看法、或者从总体上说、如何选择可编程增益放大器来与电桥配合使用？

谢谢你。

马特奥

0 admin 1 年多前

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尊敬的 Matteo：

由于我提到的所有 ADC 都有内部 PGA、因此我不确定您是否需要外部放大器、除非您想使用大于5V 的激励电压。但是、如前所述、这通常需要更高电压的电源

假设16位性能足够高、PGA302可用于此应用。 PGA302的主要特性是提供三阶温度和线性补偿算法、如果这是您的应用具有吸引力的特性。

-Bryan

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1807890 points

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您好、Bryan：

我不是打算将 PGA 与您建议的 ADC 之一结合使用。我问、选择具有内部 ADC 的 PGA 是否也可以作为解决方案、而不是使用其中一个 ADC。

PGA302只是一个示例、我已经看到有如此多的此类 PGA。
你有什么建议？

谢谢你。

马特奥

0 admin 1 年多前

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尊敬的 Matteo：

因为我不知道您的设计的所有参数、例如成本、尺寸限制、功耗、精度等。我无法真正告诉您要选择哪个器件。我只能为您提供有关每种解决方案优缺点的指导、这些说明已包含在我之前的文章中、并在此处进行了重述：

是否要为电桥运行线性补偿算法？那么 PGA30x 器件可能是合适的选择。但您也可以在控制器中实现此算法、因此没有必要严格使用这些器件来实现此功能
如果您需要极低噪声和高精度、精密 ADC 是一个不错的选择、但与仅使用放大器和 MCU 相比、它的成本会更高一些。我曾提到、ADS1235、ADS1260、ADS125H02和 ADS124S06都是可用于电阻式电桥测量的精密 ADC 的典范。
微控制器中的外部 PGA + ADC 也可以工作、并且是一种成本较低的解决方案、但与分立式 ADC 相比、性能通常较低

-Bryan

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1807890 points

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您好、Bryan：

感谢您的答复。

在这个阶段它不重要,但在未来肯定,所以是的,我正在寻找:小尺寸,廉价,可用的评估板,消耗是次要的。
如果我不在微控制器中使用 ADC、那么您会推荐上面提到的 ADC 之一、而不是 PGA30x 之一(唯一的优势是我可以对微控制器进行补偿)对吧？

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1807890 points

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尊敬的 Matteo：

PGA30x 器件提供了一种一体化解决方案、包括多个 ADC (一个用于电桥测量、一个用于温度补偿)和一个用于执行线性化和补偿的 MCU。是的、您可以离散执行所有这些功能、因此您实际上需要确定对整个信号链具有多大的控制能力。因此、PGA30x 是集成度最高的解决方案、而分立式放大器+ MCU ADC 集成度最低、精密 ADC 介于两者之间。

-Bryan

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1807890 points

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您好、Bryan：

感谢您的支持！

下次再见。

0 admin 1 年多前

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尊敬的 Matteo：

欢迎您！

-Bryan

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