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如何提高电子秤的性能

发布日期: 2012-04-19
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  电子秤刚开始在所要求的精度并不明显。
  
  1:3000to只是一个典型的分辨率10000,SO121?14converter<应该是足够的。但进一步的分析表明,情况并非如此,它实际上需要20BITADC的。本文介绍了电子称重系统的技术指标,包括噪声,动态范围,失调漂移,漂移和滤波器的增益考虑,设计。
  
  A10000计数分辨率可以测量高的达5公斤体重的电子秤可以have0.5gram决议。在液晶显示器(LCD)的,该决议通常是指外部计数。以确保满足外部计数的精度要求,通常内部决议的要求,必须有一个数量级,比外部的分辨率精度,一些标准的内部比外部accuracy20times更高的计算精度高计数的顺序。在这种情况下,内部计数必须准确TO1:200000。5V电源的的输出IS10MVIS6MV,称重传感器的线性范围(也称为负载传感器)“
  
  在大多数电子秤应用中,ADC的动态范围与实际使用的只有一小部分。图1所示,称重传感器(也称为负载传感器),的输出IS10mV,线性范围的IS6mvV电源and5。如果前端电路级增益为128,则ADC的满量程输入约768mV。如果的the2.5V参考电压,只有少于1/3ADC动态范围。
  
  如果内部计数of768MV必须TO1:200000,ADC精度应该是ADC的分析增加了3?4倍,以满足性能要求。在这种情况下,需要have19?20位高精度ADC。
  
  工业电子称重系统通常在更廉摄氏度的温度范围内工作,所以温度漂移可能是错误的主要来源。例如,浓度为1ppm/°C增益系统drift20bit精密at50degreesC的温度范围produce50LSB错误。虽然in25system可以完全TO1LSB,但在整个温度范围内,它是只到50LSB。因此,低漂移的ADC电子秤的设计是非常重要的。
  
  失调漂移是一个非常重要的考虑因素。大多数的sigma-deltaADC的使用“牛刀”的技术,这种技术可以减少漂移和提高抗噪音的优势。大多数电子秤设计工程师将大大受益斩波技术优越的低漂移和噪声干扰nexuiz。例如,AD779
  
  当人们阅读使用说明书,该芯片是一种常见的错误是一个值(RMS)噪声,噪音和混乱的峰值(-PK)。电子秤中的应用,zui重要的技术指标是峰值噪声或无噪声分辨率。ADC的无噪声分辨率是指超过这个位(bit),它不能清楚分辨个别编码的分辨率
  
  系统-PK的分辨率取决于ADC的更新率。例如,当AD7799update速率为4Hz时,可以达到20.5
  
  PK-PK的决议;500赫兹-PKto16bit决议。
  
  在低噪声和高线性度低的更新率使Σ-ΔADC将成为电子秤的*选择。Σ-ΔADC的第二个优势是内置的噪声整形和数字滤波。首先量化噪声可以扩展到调制频率的一半。然后只通过低频输出数字滤波器的带宽限制,从而显着降低复杂的加工要求。
  
  ADC还包含一个低噪声可编程增益放大器(PGA),称重传感器的微弱信号输出放大。可以比较的内置PGA和使用外部增益电阻器的分立放大器与低温度漂移。特别申请的AD7799with27NV//Hz的噪声指数,并使用PGA128gain高的电子天平,称重传感器,可以直接连接到ADC。
  
  AD7799的有效分辨率受噪声限值,输出数据速率和增益设置和变化。平均值滤波器可以用来增加有效分辨率,并尽可能消除噪音,它可以在同一时间,在zui激烈的阶跃响应,以减少随机噪声。从ADC和M数据的过滤器,删除数据,zui低和zui高的数据点,然后M2point平均。计算公式如下:
  
  输出数据速率常数。这是一个平均的订单。为更高的刷新率,通常需要使用两个订单的平均。在这里,在*阶段和第二阶段的平均输出,为了进一步提高只想测量结果。平均可以有效地提高了分辨率,(2.3bitfrom19.621.9bitpk的PK-PK)。*的缺点是由于拖延的管道,并延长设置时间,通过前一个中等重量值的变化循环过滤,以显示正确的结果。
  
  为了加快建立时间,重量值的变化应该发生在两个不同的数据点和滤波器的输出是大于一个门槛。所有的M数据,使用的数据,加快建立两个时间点。称重传感器还成立时间,通过使用的ADC更新所有的数据窗口,以改善建立时间数据。后后恢复6refresh周期。
  
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