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基于AD7192的电子秤系统

发布时间:2020-07-21 17:20:58 阅读: 来源:铬系厂家

本电路为采用AD7192构建的电子秤系统。AD7192是一款超低噪声、低漂移24位Σ-Δ转换器,内置PGA。该器件将大多数系统构建模块置于芯片内,因此能够简化电子秤设计。该器件可在4.7 Hz至4.8 kHz的完整输出数据速率范围内工作,并保持良好的性能,因此可用于以较低速度工作的电子秤系统,以及料斗秤等较高速电子秤系统。

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图1:采用AD7192的电子秤系统(原理示意图,未显示所有连接)

电路描述

AD7192提供一种集成式电子秤解决方案,可以直接与称重传感器接口。只需在模拟输入端用一些滤波器,在基准电压引脚上配置一些电容等外部元件,便可满足电磁屏蔽(EMC)要求。来自称重传感器的低电平信号由AD7192的内置PGA放大。该PGA经过编程,以128的增益工作。AD7192的转换结果送至微控制器,将数字信息转换为重量并显示在LCD上。

图2所示为实际的测试设置。为实现最佳系统性能,该测试设置使用一个6线式称重传感器。除激励、接地和2个输出连接外,6线式称重传感器还有2个检测引脚。这些检测引脚分别与惠斯登电桥的高端和低端相连,因此可以精确测量电桥上产生的电压。此外,AD7192具有差分模拟输入,接受差分基准电压。称重传感器差分SENSE线路与AD7192基准电压输入端相连,可构成一个比率式配置,不受电源激励电压的低频变化影响。如果采用4线式称重传感器,则不存在检测引脚,ADC基准电压引脚将与激励电压和地相连。这种配置中,由于存在线路电阻,激励电压与SENSE+之间将有压降,因此系统不是完全比率式。另外,低端上也会有线路电阻引起的压降。

图2:采用AD7192的电子秤系统

AD7192具有单独的模拟电源和数字电源。模拟部分必须采用5 V电源供电。数字电源独立于模拟电源,可以为2.7 V至5.25 V范围内的任意电压。微控制器采用3.3 V电源。因此,DVDD也采用3.3 V电源供电。这样就无需外部电平转换,从而可以简化ADC与微控制器之间的接口。

有多种方法可以为该电子秤系统供电,例如:利用主电源或利用电池(如图1所示)供电。一个5 V低噪声稳压器用来确保AD7192和称重传感器获得低噪声电源。低噪声稳压器ADP3303 (5 V)用来产生5 V电源。虚线框内显示的滤波器网络用来确保系统获得低噪声AVDD。此外,按照ADP3303 (5 V)数据手册的建议,在稳压器输出端配有降噪电容。为优化电磁屏蔽性能,稳压器输出先经过滤波,然后再给AD7192和称重传感器供电。3.3 V数字电源可利用ADP3303 (3.3 V)稳压器产生。由于电源或接地层上的任何噪声都会给系统带来噪声,导致电路性能降低,因此必须用低噪声稳压器产生供给AD7192和称重传感器的全部电源。

如果使用灵敏度为2 mV/V的2 kg称重传感器,则激励电压为5 V时,来自称重传感器的满量程信号为10 mV。称重传感器具有相关失调电压或TARE。此TARE的幅度最高可达称重传感器满量程输出信号的50%。称重传感器还有最高可达满量程±20%的增益误差。一些客户利用DAC来消除或抵消TARE。如果AD7192采用5 V基准电压,则增益设置为128且器件配置为双极性工作模式时,其模拟输入范围等于±40 mV。相对于称重传感器的满量程信号(10 mV)而言,AD7192的模拟输入范围较宽,这有利于确保称重传感器的失调电压和增益误差不会使ADC前端过载。

当输出数据速率为4.7 Hz时,AD7192的均方根噪声为11 nV。无噪声采样数等于

其中系数6.6用来将均方根电压转换为峰峰值电压。称重传感器相关文章:称重传感器原理

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